气溶胶通过裂隙泄漏行为的研究

摘要

放射性气溶胶是核安全评估和辐射防护重点关注的对象之一,其通过防护体裂隙的泄漏行为研究对于评估极端情况下核设施的泄漏风险具有重要意义.气溶胶泄漏场景大致可分为高漏率条件和低漏率条件两种情况.高漏率条件一般是由于密封件意外事故导致破损,或未作密封处理的连结处出现的明显漏气,往往呈现宏观气流.低漏率条件一般在密封件存在微小漏孔的情况下出现,泄漏程度一般可使用气体漏率表示.本文分别对这两种气溶胶泄漏的行为进行了理论分析和实验研究,为气溶胶泄漏量的评估或和泄漏控制提供技术支持.rn 对于高气体漏率条件,建立了气溶胶通过裂缝的透过率测量方法及装置,制备了直通、L型及Z型等不同形状,不锈钢、花岗岩和水泥等不同材质的裂缝,测试了缝宽范围0～1.0 mm、气体流速范围0～10 m/s时的气溶胶透过率.结果表明:直通光滑裂缝中气溶胶颗粒的沉积机理较简单,可以用经验公式较好地描述,曲折裂缝中的碰撞机理则主要受流速的影响;材质对透过率的影响主要是其工作面粗糙度的影响,对于粗糙裂缝,存在颗粒的最易透过流速和最易透过粒径.rn 对于低气体漏率条件,研制了可重现的毛细管漏孔和裂缝漏孔K,建立了适用于低漏率条件下漏孔的气体漏率和气溶胶泄漏速率的测量方法和装置.通过理论和实验研究,明确了各个因素对气溶胶泄漏速率的影响,并初步得到了低气体漏率下气溶胶泄漏速率与气体漏率之间的相关性,对泄漏情况下的放射性气溶胶的危害评估具有重要意义.rn 本文的研究结果对理解气溶胶泄漏现象、深入研究气溶胶在裂隙中的沉积机理具有很大意义,目前已初步用于特定情况下气溶胶泄漏风险评估.