核事故应急后的场址补救方案自动生成方法、系统、设备

技术领域

本发明涉及核事故应急后的辐射防护技术领域，具体涉及核事故应急后的场址补救方案自动生成方法、系统、设备。

背景技术

核事故应急后的场址补救方案是对受核事故原子尘污染场址实施移除残存放射性核素或减少其量所采取的一项或一套补救行动。现有的场址补救时通常会进行完整补救，然而，并非所有的场址都要进行包括所有补救行动的完整补救，且无法根据场址的具体情况有选择性地选取合适的补救方案，导致对场址的侵入性较大，破坏严重。

鉴于此，提出本专利申请。

发明内容

为了解决以上问题，本发明的目的在于提供一种核事故应急后的场址补救方案自动生成方法，以及自动生成系统、电子设备及计算机可读存储介质，本发明的一种核事故应急后的场址补救方案自动生成方法，充分利用了放射性核素在场址的自然衰减过程，对场址的侵入性最小。

本发明的第一个目的在于提供一种核事故应急后的场址补救方案自动生成方法，包括：

S1：根据场址地图，获得场址类型布局图；

S2：根据核事故应急后具有原子尘残存的场址地块的布局，对所述场址类型布局图划分，获得初级污染地块分布图；

根据初级污染地块分布图获得初级污染土壤地块分布图；

对初级污染土壤地块中的污染层土壤地块进行分类划分，并根据污染层土壤地块在初级污染层土壤地块分布图中的位置、体积和放射性，获得初级污染放射性分布图；

S3：根据所述初级污染放射性分布图获得初级污染地块、初级污染土壤地块、场址地块的放射性分布预测图；

根据各地块放射性分布预测图计算环境介质放射性核素的预测浓度和/或预测个人剂量；

S4：计算采用不同补救方案后的环境介质放射性核素活度浓度和/或个人剂量，与S3中的预测浓度和/或预测个人剂量比对，以获得满足补救准则的场址补救方案。

在一可选的实施例中，步骤S1中，根据所述场址地图将场址划分为多个场址类型，并记录各场址类型对应的多个场址地块的水平位置及面积，以生成场址类型布局图；

所述场址类型包括城市、农村、农田、草原、森林、地表水、井中的任一种或两种及以上。

在一可选的实施例中，步骤S2中，根据初级污染地块分布图中的初级污染地块对应的下方土壤剖面图，对下方土壤剖面图分类划分得到初级污染土壤地块分布图，并获得初级污染土壤地块对应的水平位置、垂直位置以及体积；

初级污染地块为多个连续和/或离散的污染地块。

在一可选的实施例中，将下方土壤剖面划分为由多个体积相同的正方体土壤地块形成的清洁层、污染层和饱和带，所述清洁层和污染层为由固相、水相和气相组成的三相土壤地块，所述饱和带为由固相和液相组成的二相土壤地块。

在一可选的实施例中，将初级污染土壤地块中的污染层土壤地块根据原子尘残存的放射性核素及化学形态和量进行划分。

在一可选的实施例中，根据初级污染地块对应的下方地表径流路线图和地下水路线图，结合所述初级污染放射性分布图，模拟放射性核素在初级污染地块的释放，得到初级污染地块放射性分布预测图。

在一可选的实施例中，根据初级污染放射性分布图模拟放射性核素在初级污染土壤地块的迁移，得到初级污染土壤地块放射性分布预测图。

在一可选的实施例中，根据初级污染地块向其他场址地块的大气输运路线图、地表径流路线图和地下水路线图，结合所述初级污染放射性分布图，模拟放射性核素从初级污染地块向其他场址地块的输运，得到场址地块放射性分布预测图。

在一可选的实施例中，所述场址补救方案包括表面去污、表层移除、植被移除、土壤治理的补救行动，满足补救准则的场址补救方案以环境介质放射性核素活度浓度折减因子衡量。

本发明的第二个目的在于提供一种核事故应急后的场址补救方案自动生成系统，包括：

场址模块，用于根据场址地图，获得场址类型布局图；

初级污染模块，用于根据核事故应急后具有原子尘残存的场址地块的布局，获得初级污染放射性分布图；

污染预测模块，用于根据所述初级污染放射性分布图获得初级污染地块、初级污染土壤地块、场址地块的放射性分布预测图；

用于根据获得的初级污染地块、初级污染土壤地块、场址地块的放射性分布预测图计算环境介质放射性核素的预测浓度和/或预测个人剂量；

补救模块，包括：

补救方案计算模块，用于计算采用不同补救方案后的环境介质放射性核素活度浓度和/或个人剂量；

比对模块，用于比对污染预测模块得到的环境介质放射性核素的预测浓度、预测个人剂量与补救方案计算模块中采用不同补救方案后的环境介质放射性核素活度浓度和个人剂量；

补救方案输出模块，用于当补救方案满足补救原则时将补救方案输出。

本发明的第三个目的在于提供一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述存储器，用于存储程序；

所述处理器，用于执行所述计算机程序，实现如上任一种所述的一种核事故应急后的场址补救方案自动生成方法中的各个步骤。

本发明的第四个目的在于提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如上任一种所述一种核事故应急后的场址补救方案自动生成方法中的各个步骤。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本发明公开了一种核事故应急后的场址补救方案自动生成方法，充分利用了放射性核素在场址的自然衰减过程，可以根据场址情况有选择性地选取合适的补救方案，对场址的侵入性最小，破坏降低。本发明能为对受核事故原子尘污染场址的补救提供一套与场址特性、原子尘特性、场址再利用目标相匹配的场址补救方案。

附图说明

为了更清楚地说明本发明示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。在附图中：

图1为本发明实施例提供的一种核事故应急后的场址补救方案自动生成方法的流程图；

图2为本发明实施例中步骤S2中获得的初级污染放射性分布示意图；

图3是本发明实施例中步骤S3中获得的场址地块的放射性分布预测图；

图4为采用本发明实施例提供的一种核事故应急后的场址补救方案自动生成系统生成补救方案的示意图；

附图中的自动生成系统的各模块及标记为：

101-场址模块；201-初级污染模块201；301-污染预测模块；401-补救模块。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1：

一种核事故应急后的场址补救方案自动生成方法，如图1中所示，包括以下步骤：

S1：根据场址地图，获得场址类型布局图

具体为：获得已知的核事故应急后的场址地图，根据场址地图将场址按照城市、农村、农田、草原、森林、地表水、7种类型布局进行划分分类，得到多个场址类型。这些不同类型的场址是由若干个面积相同的正方形场址地块构成，如图2中所示。记录存储这些若干个正方形场址地块的水平位置(X,Y)和面积，并生成场址类型布局图。

S2：获取初级污染放射性分布图

具体为：

(1)根据场址地图，获得场址类型布局图；

依据探测到的核事故应急后具有原子尘残存的场址地块，对场址类型布局图划分，并根据具有原子尘残存的各个地块在场址类型布局图中的水平位置(X,Y)及面积，对场址类型布局图划分，获得具有原子尘残存的初级污染地块分布图。

(2)根据核事故应急后具有原子尘残存的场址地块的布局，对所述场址类型布局图划分，获得初级污染地块分布图；

场址地图中对应的有初级污染地块下方对应的土壤剖面图，因此根据步骤(1)中得到的初级污染地块分布图中初级污染地块对应的下方土壤剖面图(剖面图中引入了地块的垂直位置)，对下方土壤剖面图进行分类划分，得到初级污染土壤地块分布图；其中一个场址可以有多个连续和/或离散的初级污染地块。

将下方土壤剖面划分为由多个体积相同的正方体土壤地块形成的清洁层、污染层和饱和带这三种类型布局。所述清洁层和污染层的土壤地块为由固相(土壤颗粒)、水相(土壤水分)和气相(土壤空气)组成的三相土壤地块，饱和带为由固相和液相组成的二相土壤地块。

根据初级污染土壤地块分布图，可以获得清洁层、污染层和饱和带中的多个对应的土壤地块的水平位置和垂直位置(X,Y,Z)以及体积。

(3)对初级污染土壤地块中的污染层土壤地块进行分类划分，并根据污染层土壤地块在初级污染土壤地块分布图中的位置、体积和放射性获得初级污染放射性分布图，如图2中所示；

将初级污染土壤地块中的污染层土壤地块根据原子尘残存的放射性核素及化学形态和量进行划分，划分为三类，这三类分别为：第一类，污染层土壤地块只是原子尘；第二类，污染层土壤地块是土壤和原子尘的混合物，原子尘均匀分布在污染层土壤中，水渗透穿过原子尘和土壤且性质相似；第三类，污染层土壤地块是土壤和原子尘的混合物，原子尘均匀分布在污染层土壤中，水仅渗透穿过土壤。从而根据污染层土壤地块的放射性，并结合步骤(2)中得到的污染层土壤地块的水平位置、垂直位置(X,Y,Z)、体积，可以生成初级污染放射性分布图。

S3：根据所述初级污染放射性分布图获得初级污染地块、初级污染土壤地块、场址地块的放射性分布预测图；

根据各地块放射性分布预测图计算环境介质放射性核素的预测浓度和/或预测个人剂量；

具体为：

(1)由场址地图可以得到初级污染地块对应的下方地表径流路线图和地下水路线图，根据下方地表径流路线图和地下水路线图，并结合所述初级污染放射性分布图，模拟放射性核素在初级污染地块的释放，得到初级污染地块放射性分布预测图。根据初级污染地块放射性分布预测图计算环境介质放射性核素的预测浓度和/或预测个人剂量。计算中考虑了放射性核素在初级污染地块的3种释放，即随颗粒向大气释放、随降雨向地表径流释放、随渗透向地下水释放。计算中还考虑了放射性核素的衰变。初级污染地块放射性分布以环境介质放射性核素活度浓度或和/或个人剂量表征。

(2)根据初级污染放射性分布图模拟放射性核素在初级污染土壤地块的迁移，得到初级污染土壤地块放射性分布预测图；再根据预测图计算环境介质放射性核素的预测浓度和/或预测个人剂量。计算中考虑了放射性核素从污染层固相向污染层水相转移的3种机制，即平衡解吸附、平衡溶解度、一阶速率控制；考虑了放射性核素从原子尘气孔水向土壤渗透水输运的1种机制，即扩散输运；考虑了污染层与清洁层的混合，即混合层。计算中还考虑了放射性核素的衰变。初级污染土壤地块放射性分布预测是以清洁层、污染层、饱水带和混合层放射性核素活度浓度表征。

(3)根据初级污染地块向其他场址地块(即非初级污染地块)的大气输运路线图、地表径流路线图和地下水路线图，结合所述初级污染放射性分布图，模拟放射性核素从初级污染地块向其他场址地块的输运，得到场址地块放射性分布预测图(如图3中所示)。再根据预测图计算环境介质放射性核素的预测浓度和/或预测个人剂量。计算中考虑了放射性核素从初级污染地块向其他场址地块的3种输运，即随大气输运、随地表径流输运、随地下水输运。计算中还考虑了放射性核素的衰变。场址地块放射性分布是以环境介质放射性核素活度浓度或和/或个人剂量表征。

另外“场址地块放射性分布预测图”中的场址地块及其水平位置(X,Y)和面积与步骤S1中的正方形场址地块的水平位置(X,Y)和面积的概念的相同。

S4：计算采用不同补救方案后的环境介质放射性核素活度浓度和/或个人剂量，与S3中的预测浓度和/或预测个人剂量比对，以获得满足补救准则的场址补救方案。

具体为：

(1)计算未采取任何补救行动时的场址放射性分布预测图，获得“不补救场址放射性分布预测图”；

(2)在“不补救场址放射性分布预测图”中以环境介质放射性核素活度浓度，或者是个人剂量作为补救准则。

(3)选择补救选项和/或调整补救选项的先后次序，生成“补救场址放射性分布预测图”，计算得到采用不同补救方案后的环境介质放射性核素活度浓度和/或个人剂量，与步骤S3中计算得到的预测浓度和/或预测个人剂量比对，判断是否满足补救准则；若满足补救准则，则输出最终的场址补救方案，若不满足补救准则，则返回调整补救选项和/或调整补救选项的先后次序，直至获得满足补救准则的补救方案。

补救行动包括表面去污、表层移除、植被移除、土壤治理4类行动。其中补救选项，表面去污包括浇水、清洗、喷砂、清扫、铣刨、衬砌、更换7项补救选项。表层移除包括铣刨机、平地机、铲运机、推土机、前端装载机、挖掘机、更换7项补救选项。植被移除钢缆拖拉机、抓斗机、收割机、推土机、链锯、焚烧、修剪7项补救选项。土壤治理包括撇渣、浅耕、深耕、撇渣埋耕、有机肥、矿物肥、矿物吸附剂、石灰8项补救选项。补救选项的有效性以环境介质放射性核素活度浓度折减因子表示。

实施例2：

本发明实施例还提供了一种核事故应急后的场址补救方案自动生成系统，下文描述的核事故应急后的场址补救方案自动生成系统与上文描述的核事故应急后的场址补救方案自动生成方法可相互对应参照。采用本实施例的自动生成系统生成场址补救方案的流程见图4。

一种核事故应急后的场址补救方案自动生成系统，包括：

场址模块101，用于根据场址地图，获得场址类型布局图，从而对场址地块进行概念化布局；

初级污染模块201，用于根据核事故应急后具有原子尘残存的场址地块的布局，获得初级污染放射性分布图，从而对初级污染地块及初级污染土壤地块进行概念化布局；

污染预测模块301，用于根据所述初级污染放射性分布图获得初级污染地块、初级污染土壤地块、场址地块的放射性分布预测图；

用于根据获得的初级污染地块、初级污染土壤地块、场址地块的放射性分布预测图计算环境介质放射性核素的预测浓度和/或预测个人剂量；

补救模块401，补救模块包括：

补救方案计算模块，用于计算采用不同补救方案后的环境介质放射性核素活度浓度和/或个人剂量；在计算过程中可以选择不同的补救选项进行组合和/或排列不同补救选项的先后顺序，以得到中间的场址补救方案，然后再调用污染预测模块得到各地块对应的环境介质放射性核素的预测浓度、预测个人剂量(即补救准则)，用来进行比对；

比对模块，用于比对污染预测模块301中获得的环境介质放射性核素的预测浓度、预测个人剂量与补救方案计算模块中得到的采用不同补救方案后的环境介质放射性核素活度浓度和个人剂量；

补救方案输出模块，用于当补救方案满足补救原则时将补救方案输出。若不满足，则返回补救方案计算模块，调整不同的补救选项进行组合和/或排列不同补救选项的先后顺序，直至得到满足补救原则的最佳方案。

实施例3：

本发明实施例还提供了一种电子设备，下文描述的电子设备与上文描述的核事故应急后的场址补救方案自动生成方法可相互对应参照。

电子设备包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述存储器，用于存储程序；

所述处理器，用于执行所述计算机程序，实现如实施例1所述的一种核事故应急后的场址补救方案自动生成方法中的各个步骤。

实施例4：

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，下文描述的计算机可读存储介质与上文描述的核事故应急后的场址补救方案自动生成方法可相互对应参照。

计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如实施例1所述一种核事故应急后的场址补救方案自动生成方法中的各个步骤。

本领域内的技术人员应明白，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

本领域普通技术人员可以理解实现上述事实和方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，涉及的程序或者所述的程序可以存储于一计算机所可读取存储介质中，该程序在执行时，包括如下步骤：此时引出相应的方法步骤，所述的存储介质可以是ROM/RAM、磁碟、光盘等等。

以上的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。