不同天氣條件對(duì)“臟彈”襲擊放射性后果評(píng)價(jià)的影響

唐秀歡，包利紅，李　華

(西北核技術(shù)研究所，西安　710024)

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不同天氣條件對(duì)“臟彈”襲擊放射性后果評(píng)價(jià)的影響

唐秀歡，包利紅，李華

(西北核技術(shù)研究所，西安710024)

摘要：為探索“臟彈”恐怖襲擊危害規(guī)律，提高公眾安全防護(hù)的能力，采用特定的源項(xiàng)模型、高斯擴(kuò)散模型，考慮多種照射途徑，研究了不同大氣穩(wěn)定度、不同風(fēng)速、不穩(wěn)定風(fēng)場以及降雨率等因素對(duì)“臟彈”襲擊放射性后果評(píng)價(jià)的定量影響。研究結(jié)果顯示：大氣穩(wěn)定度為穩(wěn)定F類時(shí)，下風(fēng)向輻射后果為極不穩(wěn)定A類的4～18倍，小風(fēng)2 m·s-1的劑量后果為10 m·s-1風(fēng)速的5倍；在不穩(wěn)定風(fēng)場下，“臟彈”的危害范圍呈不規(guī)則狀，嚴(yán)重劑量后果分布受第一時(shí)段的天氣條件影響較為明顯；短期評(píng)價(jià)下，降雨率大則地面劑量后果小，長期評(píng)價(jià)下，降雨率大則劑量后果大。

關(guān)鍵詞：天氣條件；臟彈；后果評(píng)價(jià)

根據(jù)公共安全形勢分析，核與輻射恐怖威脅主要有4種[1]：1)非法獲得放射性物質(zhì)，制造放射性布散裝置(radiological dispersal devices，RDD)，實(shí)施放射性襲擊，如“臟彈”；2)襲擊/破壞核電廠等核設(shè)施造成核事故，導(dǎo)致放射性物質(zhì)向環(huán)境中釋放；3)非法獲得特殊核材料, 制造粗糙核裝置(improvised nuclear devices，IND)，實(shí)施核爆炸；4)非法獲取(盜竊等)完整核武器，實(shí)施核爆炸?！?·11”事件后，以RDD作為“臟彈”恐怖襲擊引起人們普遍的擔(dān)憂，同時(shí)隨著工業(yè)放射性物質(zhì)的廣泛使用，因?yàn)楣芾聿簧贫鸬姆派湓磥G失、受破壞事故屢屢發(fā)生[2]，因而此類事件的放射性后果及危害規(guī)律引起國內(nèi)外的重視。Magill等研究了核燃料受破壞后放射性大規(guī)模釋放等嚴(yán)重核事故的后果，比較了各種放射性釋放事故的嚴(yán)重性[3]。Reshetin等研究了90Sr“臟彈”襲擊事件的污染規(guī)律，指出污染程度與90Sr粒徑大小、釋放高度及氣象條件有關(guān)[4]。Shin 等詳細(xì)研究了RDD恐怖襲擊各種潛在的事故場景，以137Cs和241Am為例分析了各類事故的劑量后果[5]。王海洋等建立了“臟彈”恐怖襲擊劑量評(píng)價(jià)模式，給出有效劑量隨時(shí)間的分布[6]。李文茜等以IND為對(duì)象，研究預(yù)測了IND襲擊的殺傷效應(yīng)[7]。張文仲等研究了刻度室用放射源制成的RDD爆炸后的放射性污染后果，給出了污染結(jié)果分布[8]?！芭K彈”恐怖襲擊涉及爆炸、氣溶膠擴(kuò)散、人員和環(huán)境受照等物理過程，其后果評(píng)價(jià)技術(shù)由源項(xiàng)分析、大氣擴(kuò)散以及劑量計(jì)算等步驟組成，與核設(shè)施放射性后果分析[9]過程類似。目前大多數(shù)后果評(píng)價(jià)研究圍繞方法論開展，而在“臟彈”恐怖襲擊中，公眾對(duì)襲擊后果規(guī)律及劑量防護(hù)的認(rèn)識(shí)影響到整體核事故應(yīng)急行動(dòng)的效率。本文以天氣條件為切入點(diǎn)，著重研究不同天氣條件對(duì)恐怖襲擊事故后果定量化的影響規(guī)律，為核事故應(yīng)急行動(dòng)的輻射防護(hù)提供技術(shù)基礎(chǔ)。

1研究方法

1.1 源項(xiàng)模型

137Cs、60Co、90Sr、192Ir、238Pu和241Am等核素具有適中的半衰期，常用于放射治療、工業(yè)照相、工業(yè)輻照加工等諸多領(lǐng)域。這些核素易于被恐怖分子竊取利用。表1列出了上述6種核素的物理特性、主要應(yīng)用范圍等。在后果計(jì)算時(shí)選取具有代表性的137Cs核素作為“臟彈”研究對(duì)象，其活度取7.4×1014Bq(20 000 Ci)。

表1　RDD襲擊時(shí)常用的放射性核素特性表

“臟彈”恐怖襲擊一般會(huì)選擇敞開式爆炸方式，使放射性物質(zhì)盡可能向周圍擴(kuò)散，形成大范圍的污染。敞開式爆炸釋放的污染煙團(tuán)為瞬時(shí)體源，在豎直方向上近似圓柱形結(jié)構(gòu)。后果計(jì)算模型中要求的源項(xiàng)一般均指爆轟波作用結(jié)束后，形成的穩(wěn)定云團(tuán)在大氣作用下開始擴(kuò)散瞬間的氣溶膠特征。根據(jù)美國化爆實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)總結(jié)得到經(jīng)驗(yàn)公式，爆炸后體源尺寸與TNT質(zhì)量關(guān)系為[10]

(1)

式中，HTNT為炸藥爆炸造成的氣溶膠煙團(tuán)高度，m；RTNT為炸藥爆炸造成的氣溶膠煙團(tuán)半徑，m；M為TNT質(zhì)量，kg。

目前工業(yè)放射源的比活度較高，從特征比活度可推斷，活度為7.4×1014Bq的放射源的質(zhì)量從克到百克級(jí)；而恐怖襲擊所用炸藥量較大，本文計(jì)算時(shí)假設(shè)TNT炸藥量為10 kg，保守假設(shè)放射性物質(zhì)完全氣溶膠化，粒徑均小于10 μm，沿?zé)焾F(tuán)高度呈非均勻分布，分布值取自文獻(xiàn)[11]。

1.2擴(kuò)散模型

本文采用高斯多煙團(tuán)模型計(jì)算不穩(wěn)定風(fēng)場的核素?cái)U(kuò)散，采用高斯煙羽模型計(jì)算穩(wěn)定風(fēng)場的擴(kuò)散。高斯多煙團(tuán)模型將氣象學(xué)坐標(biāo)系原點(diǎn)置于事故中心點(diǎn)，x、y、z軸分別指東、北和垂直方向，x，y軸距離大小可由事故潛在影響范圍確定。高斯多煙團(tuán)模型中某一個(gè)煙團(tuán)i在t時(shí)刻對(duì)空間某坐標(biāo)位置(x,y,z)的瞬時(shí)活度濃度貢獻(xiàn)通過式(2)來表示[11]：

(2)

式中，Ci為瞬時(shí)活度濃度，Bq·(s·m3)-1；Qi為煙團(tuán)i的時(shí)段釋放率，Bq·s-1；σx、σy、σz分別為x、y、z方向的擴(kuò)散系數(shù)，m；u和v分別為x、y方向的速度分量，m·s-1；H為污染物煙羽的有效高度，m。

對(duì)有效高度為H的瞬時(shí)點(diǎn)源，高斯煙羽模型計(jì)算的下風(fēng)空間任意點(diǎn)處時(shí)間積分活度濃度為

(3)

式中，C為時(shí)間積分活度濃度，Bq·s·m-3；Q為瞬時(shí)點(diǎn)源總活度，Bq。對(duì)于靜風(fēng)條件，采用RASCAL軟件對(duì)低風(fēng)速的處理方式，使用靜風(fēng)擴(kuò)散模型[12]：

(4)

恐怖襲擊的煙團(tuán)為體源，煙團(tuán)初始高度約為其半徑的5倍，為了提高計(jì)算的精確性，并與高斯擴(kuò)散模型形成對(duì)接，采用豎直分層的方法將爆炸釋放污染源項(xiàng)在垂直高度上劃分為5個(gè)直徑為2RTNT的子煙團(tuán)，兩個(gè)相鄰子煙團(tuán)相互交疊RTNT高度的體積，計(jì)算時(shí)對(duì)5個(gè)煙團(tuán)進(jìn)行累加。

對(duì)干沉積過程造成的煙羽耗損，引入校正因子Fd加以校正，沉積速度取0.01m·s-1，計(jì)算公式參見文獻(xiàn)[11]，考慮大氣混合層對(duì)煙羽擴(kuò)散的影響，大氣混合層設(shè)為1km。

對(duì)濕沉積過程造成的煙羽耗損，引入校正因子Fw加以校正[13]：

(5)

式中，Λ為沖洗系數(shù)，Λ=αI,α為比例常數(shù)，取1.6×10-4h·(mm·s)-1；I為降雨率，mm·h-1。

天氣影響因素選取不同大氣穩(wěn)定度、不同風(fēng)速、不同風(fēng)向、不穩(wěn)定風(fēng)場以及降雨率等。

1.3劑量模型

事故劑量計(jì)算中考慮了3種照射途徑：煙云浸沒外照射、地面沉積外照射和吸入內(nèi)照射。外照射劑量模型采用半無限煙云模型，各核素的內(nèi)照射劑量因子取自GB 18871—2002[14]，其他劑量轉(zhuǎn)換因子取自國際放射防護(hù)委員會(huì)第71號(hào)出版物ICRP-71[15]。呼吸率取0.000 37 m3·s-1，對(duì)于公眾，評(píng)價(jià)指標(biāo)為個(gè)人有效劑量。

煙云γ浸沒外照射劑量Da由下式計(jì)算：

(6)

吸入內(nèi)照射劑量Dinh由下式計(jì)算：

(7)

地面沉積外照射劑量Dg由下式計(jì)算：

(8)

式中：Br為成人呼吸率，m3·s-1；λ為衰變常數(shù)，s-1；Vd為核素的干沉積速度，m·s-1；Ga為浸沒劑量轉(zhuǎn)移因子，Sv·(s·Bq·m-3)-1；Ginh為吸入劑量轉(zhuǎn)移因子，Sv·Bq-1；Gg為沉積劑量轉(zhuǎn)移因子，Sv·(s·Bq·m-2)-1；T為沉積劑量的評(píng)價(jià)時(shí)間，s；Aw為地表濕沉積通量：

(9)

對(duì)煙團(tuán)造成的浸沒外照射計(jì)算，考慮了煙團(tuán)的沉積耗減機(jī)理，而地面沉積外照射計(jì)算中考慮了環(huán)境影響，評(píng)價(jià)時(shí)間為50 a，對(duì)人員安全防護(hù)短期影響，評(píng)價(jià)時(shí)間為8 h，地面沉積外照射劑量來自干沉積和因淋洗而沉積在地面上的放射性物質(zhì)。

2計(jì)算驗(yàn)證

Roller Coaster計(jì)劃是美國實(shí)地化學(xué)炸藥爆炸試驗(yàn)。HOTSPOT程序是美國的采用高斯模式計(jì)算擴(kuò)散的核事故安全評(píng)價(jià)與應(yīng)急響應(yīng)程序。采用Roller Coaster計(jì)劃[16]的試驗(yàn)參數(shù)和環(huán)境參數(shù)及HOTSPOT程序[17]中的參數(shù)為輸入?yún)?shù)，以高斯多煙團(tuán)、高斯煙羽模型計(jì)算Roller Coaster計(jì)劃中地面時(shí)間積分活度濃度。計(jì)算中考察了Briggs、Pasquill-Gifford兩種不同擴(kuò)散系數(shù)體系對(duì)結(jié)果的影響，計(jì)算結(jié)果如圖1所示。

由圖1可見，高斯煙羽、高斯多煙團(tuán)模型的計(jì)算結(jié)果與HOTSPOT程序的計(jì)算結(jié)果十分吻合。與試驗(yàn)結(jié)果相比，下風(fēng)向1 km附近計(jì)算值偏低，但總體基本相近。比對(duì)計(jì)算結(jié)果表明，本文所使用的“臟彈”襲擊擴(kuò)散計(jì)算方法是有效的。從圖1可知，Briggs、Pasquill-Gifford兩種不同擴(kuò)散系數(shù)的計(jì)算結(jié)果非常相近，Briggs體系的更接近HOTSPOT程序結(jié)果。Briggs體系是普適公式，Pasquill-Gifford則適用于平坦地形和地面情況。Roller Coaster試驗(yàn)是在農(nóng)村平坦開闊地進(jìn)行的，兩種體系均適用。為了適應(yīng)其他地形，本文采用Briggs體系進(jìn)行評(píng)價(jià)，在實(shí)際應(yīng)用中如果具有現(xiàn)場大氣擴(kuò)散系數(shù)的信息，則應(yīng)以現(xiàn)場數(shù)據(jù)為主。放射性氣溶膠在擴(kuò)散過程中存在著許多不確定因素，如源項(xiàng)中放射性核素氣溶膠化份額，擴(kuò)散期間的大氣條件等，許多參數(shù)都會(huì)影響放射性氣溶膠擴(kuò)散過程以及活度濃度分布情況。

3結(jié)果與討論

3.1不同大氣穩(wěn)定度的影響

以137Cs“臟彈”為例，采用高斯煙羽擴(kuò)散模型，考察不同大氣穩(wěn)定度對(duì)“臟彈”下風(fēng)向輻射劑量的影響。風(fēng)速取6 m·s-1，大氣穩(wěn)定度分別取極不穩(wěn)定A、不穩(wěn)定B、稍不穩(wěn)定C、中性D、稍穩(wěn)定E、穩(wěn)定F 6種。不同大氣穩(wěn)定度下137Cs“臟彈”輻射劑量計(jì)算結(jié)果見圖2。

圖2　不同大氣穩(wěn)定度對(duì)輻射劑量的影響Fig.2　Influence of different stability classeson radiation dose

由圖2可見，大氣越不穩(wěn)定，137Cs“臟彈”下風(fēng)向輻射劑量越低，大氣穩(wěn)定度為A、B時(shí)，地面輻射劑量最低；隨著大氣穩(wěn)定度趨向穩(wěn)定，地面輻射劑量逐漸增大，大氣穩(wěn)定度為E、F時(shí)，輻射劑量最高。在下風(fēng)向約400 m處，F(xiàn)類穩(wěn)定度下的地面輻射劑量約為A類的4倍，隨下風(fēng)向距離增大，該值變大，在10 km處約為18倍。大氣越不穩(wěn)定，“臟彈”放射性氣溶膠的稀釋越明顯，大氣越穩(wěn)定，“臟彈”造成的危害越嚴(yán)重。從偏保守的安全分析角度看，大氣穩(wěn)定度可取E、F類；從應(yīng)急安全防護(hù)看，大氣穩(wěn)定度為A、B類。

3.2不同風(fēng)速的影響

考察地面10 m處不同風(fēng)速對(duì)“臟彈”下風(fēng)向輻射劑量的影響，采用高斯煙羽擴(kuò)散模型，大氣穩(wěn)定度取D，風(fēng)速分別取0.2，1，2，4，6，8，10 m·s-1，不同風(fēng)速下137Cs“臟彈”下風(fēng)向擴(kuò)散地面輻射劑量計(jì)算結(jié)果見圖3。

圖3　不同風(fēng)速對(duì)輻射劑量的影響Fig.3　Influence of different wind speedson radiation dose

由圖3可見，在中性氣象條件下，風(fēng)速越大，放射性氣溶膠下風(fēng)向輻射劑量越低，隨風(fēng)速逐漸減小，輻射劑量逐漸增大，在下風(fēng)向的大部分范圍內(nèi)，上述風(fēng)速組中風(fēng)速為1 m·s-1時(shí)輻射劑量最大。對(duì)比發(fā)現(xiàn)，2 m·s-1風(fēng)速的輻射劑量約為4 m·s-1風(fēng)速的2倍，為10 m·s-1風(fēng)速的5倍。隨下風(fēng)向距離增大，屬于有風(fēng)條件的各風(fēng)速造成輻射劑量的比例基本保持不變。然而，在小風(fēng)(1 m·s-1)、靜風(fēng)(0.2 m·s-1)條件下，下風(fēng)向輻射劑量表現(xiàn)出不規(guī)則現(xiàn)象，小風(fēng)時(shí)，下風(fēng)向的輻射劑量與2 m·s-1的較為接近，但在靜風(fēng)條件下除了近距離外，下風(fēng)向遠(yuǎn)端的劑量較其他風(fēng)速組的小。小風(fēng)條件下，由于大氣邊界層內(nèi)污染物的擴(kuò)散變得非常不規(guī)則、不確定，其煙流軸線表現(xiàn)出不確定性，煙羽出現(xiàn)水平慢擺，濃度場通常有較大的側(cè)向擴(kuò)散，并呈多峰值、非高斯分布特征。在靜風(fēng)條件下，除了上述現(xiàn)象外，煙流軸線無法確定，污染物表現(xiàn)為向四周擴(kuò)散，從而稀釋了遠(yuǎn)距離處的輻射劑量。

可見，小風(fēng)不利于“臟彈”的擴(kuò)散和稀釋，大風(fēng)天氣降低“臟彈”的危害。從偏保守的安全評(píng)價(jià)角度，后果評(píng)價(jià)計(jì)算使用的風(fēng)速應(yīng)為小風(fēng)，從應(yīng)急安全防護(hù)看，大風(fēng)天氣易于減輕“臟彈”的危害。

3.3不穩(wěn)定風(fēng)場的影響

對(duì)于不穩(wěn)定風(fēng)場，采用高斯多煙團(tuán)模型模擬計(jì)算“臟彈”襲擊的劑量后果。不穩(wěn)定風(fēng)場氣象參數(shù)見表2，穩(wěn)定風(fēng)場對(duì)比條件采用表2中第一時(shí)段的天氣參數(shù)。不穩(wěn)定風(fēng)場和穩(wěn)定風(fēng)場輻射劑量計(jì)算結(jié)果以等高線圖形式示于圖4。

表2　預(yù)測所用氣象參數(shù)表

圖4　穩(wěn)定風(fēng)場和不穩(wěn)定風(fēng)場對(duì)劑量分布的影響

不同目的事故后果評(píng)價(jià)采用的安全裕度程度不同，保守的安全分析一般采用保守的計(jì)算參數(shù)，給出下風(fēng)向距離的劑量后果；以核事故應(yīng)急決策快速預(yù)測和評(píng)價(jià)為目的的后果評(píng)價(jià)，一般采用現(xiàn)場真實(shí)氣象參數(shù)，計(jì)算真實(shí)方位的預(yù)期劑量。而高斯多煙團(tuán)模型可模擬真實(shí)方位的預(yù)期劑量，因此可以顯示“臟彈”不同預(yù)期劑量的距離范圍。由圖4(a)可見，不穩(wěn)定風(fēng)場下，“臟彈”的危害范圍呈不規(guī)則狀，在下風(fēng)向大范圍區(qū)域內(nèi)均產(chǎn)生一定的預(yù)期劑量。圖4(a)與圖4(b)相比，在應(yīng)急中需要考慮干預(yù)措施的通用優(yōu)化水平10 mSv等高線基本一致，即嚴(yán)重劑量后果分布受第一時(shí)段的天氣條件影響較為明顯。而圖4(a)的5 mSv以下劑量等高線輻射范圍較寬，圖4(b)的較為細(xì)長，在穩(wěn)定風(fēng)場下，1 mSv等高線可達(dá)10 km，而不穩(wěn)定風(fēng)場的只有6 km?？梢?，在不穩(wěn)定風(fēng)場下，應(yīng)根據(jù)風(fēng)向條件靈活選擇安全防護(hù)措施。

3.4不同降雨率的影響

降雨率l取0，2，5，12，20 mm·h-1，代表無雨、小雨、中雨、大雨及暴雨的天氣狀況，大氣穩(wěn)定度取D，風(fēng)速6 m·s-1，沉積劑量評(píng)價(jià)時(shí)間取50 a和8 h，分別代表保守安全分析和應(yīng)急防護(hù)分析。不同降雨率對(duì)“臟彈”襲擊的輻射劑量影響后果見圖5，下風(fēng)向約400 m處某點(diǎn)各照射途徑造成的輻射劑量列于表3。由圖5可見，不同降雨率對(duì)“臟彈”的襲擊后果具有不同的影響。從核應(yīng)急的短期安全防護(hù)評(píng)價(jià)看，大的降雨率造成較低的地面輻射劑量，并隨距離的增大降低更加明顯，400 m處20 mm·h-1降雨率造成的地面劑量是無雨時(shí)的0.7倍；而從長期的環(huán)境影響看，大的降雨率造成較高的地面輻射劑量，隨距離的增大這種趨勢也更加明顯，400 m處20 mm·h-1降雨率造成的地面劑量是無雨時(shí)的2.13倍。降雨造成空氣中放射性氣溶膠煙云的耗減，濕沉積滯留于地面的放射性物質(zhì)增多，因此吸入途徑造成的內(nèi)照射劑量隨降雨率的增加而減小，而濕沉積途徑造成的外照射劑量隨降雨率的增加而增大。

(a)8 h (b)50 a

圖5　不同降雨強(qiáng)度對(duì)輻射劑量的影響

由表3可見，8 h評(píng)價(jià)中降雨率引起的濕沉積劑量與吸入劑量相比很小，其總劑量變化主要受吸入劑量的影響，煙云因干、濕沉積造成的吸入內(nèi)照射劑量減小是總有效劑量減小的主要因素。50 a評(píng)價(jià)的總有效劑量隨降雨率的增加而增大，增大部分主要來自濕沉積的貢獻(xiàn)，與8 h相比，地面沉積放射性物質(zhì)50 a長時(shí)間照射顯然會(huì)引起較高的輻射劑量。在短期安全防護(hù)中，降雨可以清洗空氣中的放射性氣溶膠，對(duì)輻射劑量的衰減具有一定的貢獻(xiàn)。在保守的安全分析中，若不考慮干、濕沉積造成的劑量份額，顯然是不夠保守的。表3中的干、濕沉積輻射劑量定量數(shù)據(jù)基于一定的假設(shè)計(jì)算參數(shù)，用于說明降雨率對(duì)“臟彈”襲擊總有效劑量的影響，若用于具體的天氣情況和算例，需分析數(shù)據(jù)的適用性。

4結(jié)論

本文采用特定的源項(xiàng)模型、高斯煙羽和高斯多煙團(tuán)模型以及劑量模型，建立了“臟彈”襲擊后果評(píng)價(jià)方法，通過比對(duì)驗(yàn)證計(jì)算，研究結(jié)果表明：

1)天氣條件越不穩(wěn)定，“臟彈”放射性氣溶膠的稀釋越明顯，大氣越穩(wěn)定，“臟彈”的危害越嚴(yán)重；

2)小風(fēng)不利于“臟彈”的擴(kuò)散和稀釋，大風(fēng)天氣有助于降低“臟彈”的危害；

3)在不穩(wěn)定風(fēng)場下，“臟彈”的危害范圍呈不規(guī)則狀，在下風(fēng)向大范圍區(qū)域內(nèi)均產(chǎn)生一定的預(yù)期劑量，總體劑量分布受第一時(shí)段的天氣條件影響較為明顯，穩(wěn)定風(fēng)場下，影響范圍較為瘦長；

4)從核應(yīng)急的短期安全防護(hù)評(píng)價(jià)看，降雨率引起的濕沉積劑量值比吸入劑量的數(shù)值小，其總劑量變化主要受吸入劑量的影響，大的降雨率造成較低的總輻射劑量，隨距離的增大降低作用更加明顯；而從長期的環(huán)境影響看，降雨率引起的濕沉積劑量大于吸入劑量的數(shù)值，其總劑量變化主要受濕沉積劑量的影響，降雨率引起的濕沉積劑量大于吸入劑量的數(shù)值，其總劑量變化主要受濕沉積劑量的影響，隨距離的增大這種趨勢也更加明顯。

總之，有利于“臟彈”放射性氣溶膠大氣擴(kuò)散的天氣條件，可以減輕“臟彈”襲擊的事故后果。本文定量研究結(jié)果可以為“臟彈”襲擊安全防護(hù)提供技術(shù)依據(jù)。

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Influence of Weather Conditions on Consequence Assessment of Radiological Dispersal Device Attacks

TANG Xiu-huan，BAO Li-hong，LI Hua

(Northwest Institute of Nuclear Technology，Xi’an 710024，China)

Abstract:The overall object of this study is to discover the radiological dispersion behavior of terrorist attacks utilizing radiological dispersal devices, and to improve the efficiency of radiation protection. With a specific source item model and Gaussian dispersion model, the radiation dose of a“dirty” bomb was calculated under several radiation conditions, and various weather factors were taken into account in the calculation, including atmospheric stability, wind speeds, wind field, and rain rates. The influences of those factors were quantitatively determined. The results showed that, the radiation dose in downwind in the moderately stable atmosphere (class F) is 4-18 times greater than that in extremely unstable air (class A). For the same stable air (class D), the radiation dose in downwind, with a wind speed of 2 m·s-1, is 5 times greater than that with a wind speed of 10 m·s-1. The distribution of the radiological dispersion is irregular in unstable wind field and the distribution of severe contamination is closely related to the weather condition in the earliest period. The larger rain rate causes less radiation dose in the short term, while in the long term, the larger rain rate induces the greater radiation dose. The study results support the assumption that weather conditions which tend to accelerate dispersion of contamination would decrease the radiological impact of terrorist attacks utilizing radiological dispersal devices.

Key words:weather condition;dirty bomb；consequence assessment

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

文章編號(hào)：2095-6223(2016)010701(8)

中圖分類號(hào)：X932

作者簡介：唐秀歡(1977-)，男，壯族，廣西都安人，高級(jí)工程師，碩士，主要從事核安全技術(shù)研究。E-mail:tangxiuhuan@nint.ac.cn

收稿日期：2015-05-03；修回日期：2015-10-08