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反演模型在核事故评估的应用

反演模型在核事故评估的应用

关锦伦、江如秋
2024年7月

在发生核事故时,放射性物质有机会被释放到大气中,随风扩散及沉降在地上。反演模型能利用观测数据逆向推算源头,在核事故评估中有著重要的作用。模型通过整合辐射监测和气象数据,对放射性释放物的性质和释放量进行估算,从而评估事故的影响程度,提供科学依据以优化应变措施。
天文台建立了一个反演模型系统,由短距离和长距离模组所组成。短距离模组专责于重建源项(即放射性释放物的组成和数量等),而长距离模组主要用作估算释放物的潜在位置和时间。对于已知位置的事故,短距离模组可利用事故地点周边的辐射监测数据,如环境辐射水平或放射性物质浓度的变化,与不同源项估算所得出的扩散模拟结果进行比较,透过统计方式找出最合适的源项估算(图一),以提高模拟数据的可靠性。
图一
图一   重建源项流程示意图。
对于未知位置的事故,长距离模组会先利用辐射监测数据进行反向轨迹分析,得出很多个轨迹的可能性,透过观察不同时段的反向轨迹分布,从分布集中的轨迹范围锁定放射性物质可能释放的区域及相应时间(图二)。进行粗略估算后,便可从那些区域上作扩散模拟,分析模拟与监测数据的关联性,推算最有可能发生事故的位置、时间及相关释放量。如对区域内核或辐射设施的分布情况有一定了解,整个反演过程便可针对这些设施,缩减分析时间。
图二
图二   从反向轨迹(橙色线)粗略估计放射性物质可能释放的区域(虚线标示)。
天文台将会加强反演模型系统的处理数据流程及探讨更多模拟方法,提升运作效率,更好地支援应急响应和规划。