منبع پایان نامه با موضوع نرم افزار، نمونه برداری، مصرف مواد

نوامبر 30, 2018 0 By admin4

نمونه فیلتر چارکل (www.clickabrew.com , 2012)
3-3- شبیه سازی آلودگی هوای رهاسازی شده در اتمسفر:
شبیه سازی بدین معنا است که با استفاده از نرم افزارهای مدلسازی (که از مدل های محاسباتی استاندارد و رایج در بحث آلودگی هوا بهره جسته اند) میتوان فردی را در جهات و فواصل مختلف در نظر گرفت که به صورت مستقیم یا غیر مستقیم تحت تأثیر آلودگی منتشر شده از تأسیسات هسته ای است. مدل های طراحی شده (در بحث آلودگی رادیو اکتیو منتشر شده در هوا) توانایی محاسبه دز مؤثر40 جذب شده فردی بر اساس میزان خروجی تأسیسات، وضعیت هواشناسی منطقه و ضرایب جذب آلودگی در بدن (از راه استنشاق، مصرف مواد غذایی بومی، جذب سطحی بدن) را دارند.
در این پژوهش جهت شبیه سازی خروجی دودکش راکتور تحقیقاتی تهران از نرم افزار PC-CREAM و مدل پخش گوسی41 استفاده شده است. با وارد شدن به بخش ارزیابی پخش اتمسفری نرم افزار، صفحه ای با پارامترهای مختلف باز می شود که مکان وارد کردن داده های ورودی است (تصویر الف-1). در ذیل مراحل جزء به جزء ورودی ها با استفاده از راهنمای نرم افزار بررسی خواهد شد.
3-3-1- اطلاعات نقطه تخلیه اتمسفری:
این نرم افزار توانایی محاسبه 5 دودکش خروجی را به طور همزمان دارد که در این صورت باید فواصل و جهت دودکش ها نسبت به هم مشخص باشد. به دلیل اینکه در این تحقیق فقط دودکش راکتور مورد بررسی قرار گرفته است تنها ورودی این بخش ارتفاع دودکش می باشد. ارتفاع دودکش راکتور تحقیقاتی تهران 57 متر است که بر اساس پیش فرض های نرم افزار 60 متر وارد گردیده (پیش فرض های نرم افزار 0، 15، 30، 60 و 100 متر) (تصویر الف-2).
3-3-2- مدت زمان تأثیرپذیری فرد:
محاسبات برای سه بازه زمانی 1 سال، 5 سال و 50 سال صورت پذیرفته و این بدان معناست که فرد مفروض به مدت زمان های 1 ، 5 و 50 سال در معرض خروجی دودکش قرار گرفته است (تصویر الف-3).
3-3-3- میزان تخلیه اتمسفری:
در تنظیمات نرم افزار 36 رادیونوکلوئید (که طی فعالیت تأسیسات هسته ای ساخته می شوند و از مهمترین رادیونوکلوئیدهای تاثیر گذار بر محیط زیست هستند) به صورت پیش فرض آمده است. از میان عناصر یافت شده در فیلترهای آنالیز شده تنها عنصر 137Cs در پیش فرض نرم افزار وجود دارد و دیگر عناصر به دلیل نیمه عمر کوتاه و یا تأثیر گذاری اندک، در آنالیز دز مؤثر فردی محاسبه نمی شوند.
بیشترین میزان اکتیویته 137Cs در نمونه ها، مربوط به نمونه فیلتر فایبرگلاس شماره 7 بوده است که جهت تعیین بیشترین میزان تأثیر، برای ورودی نرم افزار انتخاب گردید. میزان اکتیویته در نظر گرفته شدۀ این عنصر 13-10×41/1 میکرو کوری در واحد نمونه است که باید جهت ورود به نرم افزار به بکرل در سال تبدیل گردد. در این راستا با توجه به اینکه مدت زمان نمونه برداری 12 ساعت، جریان هوای عبوری از پمپ نمونه برداری 3/4 متر مکعب در ساعت، جریان هوای عبوری از دودکش راکتور 575 متر مکعب در ساعت و مدت زمان کارکرد راکتور به طور میانگین 8 روز در ماه بوده، میزان اکتیویته عنصر 137Cs ، 4-10×3394/1 بکرل در سال محاسبه و وارد نرم افزار گردیده است (تصویر الف-4).
(1.41×〖10〗^(-13) (μCi)×575(m^3/hour)×12(month/year)×8(day/month)×24(hour/day)×3.7×〖10〗^10 (μBq/μCi))/(4.3(m^3/hour)×12(hour))=1.3394×〖10〗^2 μBq/year
(3-1) تبدیل واحد خروجی دودکش (137Cs) از میکرو کوری در نمونه به میکرو بکرل در سال
1.3394×〖10〗^2 μBq/year×〖10〗^(-6)=1.3394×〖10〗^(-4) Bq/year
(3-2) تبدیل واحد میکرو بکرل در سال به بکرل در سال
3-3-4- انتخاب مسیرهای در معرض قرار گرفتن فرد توسط پخش اتمسفری (برای دز فردی):
گروه های سنی هدف و مسیرهایی که منجر به پرتوگیری فرد می شوند را می توان در این بخش انتخاب کرد. گروه سنی دارای سه بخش نوزادان 1 ساله، کودکان 10 ساله و بالغان است که در این پژوهش هر سه گروه سنی انتخاب گردیده و از مسیرهای در معرض قرارگیری افراد (مسیرهای مصرف مواد غذایی، استنشاق و جذب خارجی) تمامی آنها انتخاب گردید تا با در نظر گیری تمام احتمالات، حداکثر میزان جذب محاسبه گردد (تصویر الف-5).
3-3-5- موقعیت مکانی فرد گیرنده:
می توان در هر بار اجرای42 نرم افزار 5 نقطه با فاصله و جهت مشخص را انتخاب کرد. در این تحقیق 12 جهت 30 درجه ای (جهت های 30، 60، 90، 120، 150، 180، 210، 240، 270، 300، 330 و 360 درجه) و 5 فاصله (فاصلۀ 300، 500، 750، 1000 و 2000 متری) مختلف انتخاب گردید و در هر کدام از جهت ها و فواصل، 3 گروه سنی مخاطب با کمک نرم افزار مورد ارزیابی قرار گرفت (تصویر الف-6).
3-3-6- اطلاعات هواشناسی منطقه:
فایل هواشناسی ای که توسط نرم افزار اجرا می شود، فایلی است با پسوند .MET که باید 3 پارامتر سرعت باد، جهت باد و طبقه پایداری هوا در آن لحاظ گردد. فایل هواشناسی این تحقیق از اطلاعات دکل هواشناسی داخل سایت (سازمان انرژی اتمی ایران، 2007 الی 2011) و اطلاعات هواشناسی ایستگاه ژئوفیزیک سازمان هواشناسی در بازه زمانی 2007 تا 2011 استخراج گردیده (سازمان هواشناسی کشور، 2007 الی 2011) که روش تهیه آن به شرح ذیل می باشد:
برای تعیین میزان پایداری هوای منطقه از روش پاسکال- اسمیت- هوسکر43 استفاده گردیده که در آن 8 طبقه پایداری A، B، C، D، E، F، C بارانی و D بارانی در نظر گرفته شده است. طبقات پایداری هوا بر اساس جدول گرادیان حرارتی و نرخ آدیاباتیک جوی تهیه شده به نحوی که با در نظر گرفتن سرعت باد منطقه در ارتفاع 10 متری از سطح زمین، اختلاف دما در ارتفاعات 2 و 100 متری زمین و با قرار دادن آن در جدول 3-2، 6 طبقه اصلی پایداری هوا به دست آمده است. طبقات C و D بارانی نیز بر اساس حاصلضربی از درصد میانگین بارش (در بازه زمانی ذکر شده) و طبقات C و D اصلی محاسبه گردیده است (تصویر الف-7).
جدول 3-1- طبقات پایداری هوا (عرفان منش و افیونی، 1381)
رده پایداری هوا
شرح
A
بسیار ناپایدار
B
نسبتاً پایدار
C
کمی ناپایدار
D
خنثی
E
کمی پایدار
F
پایدار
جدول 3-2- نحوه به دست آوردن طبقات پایداری هوا بر اساس گرادیان حرارتی و سرعت باد
(International Atomic Nuclear Agency, 1980 )
∆T/∆Z=(T_2-T_1)/(Z_2-Z_1 )
(3-3) (International Atomic Nuclear Agency, 1980 )
در فرمول 3-3، T1 و Z1 به ترتیب دما و ارتفاع در فاصله 2 متری از سطح زمین و T2 و Z2 به ترتیب دما و ارتفاع در فاصله 100 متری از سطح زمین می باشد (International Atomic Nuclear Agency, 1980 ).
3-3-7- اطلاعات مصرف مواد غذایی:
در این بخش با در نظر گرفتن میزان مصرف مواد غذایی (با منشاء زمین) برای هر نوع فرآوردۀ کشاورزی و دامی و در نظر گرفتن گرو های سنی هدف، ضرایبی جهت تعیین مقدار جذب غیر مستقیم اعمال می شود. میزان مصرف مواد غذایی در پیش فرض این نرم افزار بر اساس تحقیقات صورت گرفته بر رژیم غذایی کشورهای استرالیا، دانمارک، فنلاند، فرانسه، آلمان، یونان، ایرلند، ایتالیا، هلند، پرتغال، اسپانیا، سوئد و بریتانیا تعیین شده است. در این پژوهش جهت محاسبه میزان تأثیرپذیری، حداکثر میزان مصرف برای گروه های سنی مختلف در نظر گرفته شده است و این درحالی است که اطلاعات این بخش مربوط به مصرف تولیدات محلی اطراف سایت است و با توجه به شهری بودن مناطق اطراف سایت تهران، باید مقادیر ورودی صفر در نظر گرفته می شد (تصویر الف-8 و تصویر الف-9).
3-3-8- میزان حضور فرد در منطقه و میزان استنشاق:
میزان حضور فرد در منطقه 365 روز، یعنی 8760 ساعت در نظر گرفته شده است. بر اساس محاسبات صورت گرفته توسط Roy و Courtay در سال 1991، برای گروه های سنی مختلف، درصد حضور افراد در بیرون از ساختمان برآورد شده است (جدول 3-3). در این تحقیق درصد حضور افراد در درون ساختمان برای تمام گروه های سنی 90% در نظر گرفته شده است؛ جهت تعیین دز دریافتی شاغلان در فضای باز نیز محاسبه جداگانه ای در فواصل 300 و 500 متری صورت گرفته که در آن فقط گروه سنی بالغ با درصد حضور 70% در درون ساختمان منظور شده است. در این بخش میزان استنشاق گروه های سنی مختلف در طی یکسال نیز اعمال می گردد (تصویر الف-10) که مطابق بر استاندارد ICRP (در سال 1994) می باشد و در جدول 3-4 آمده است (Health Protection Agency, 2006).
جدول 3-3- درصد حضور افراد در داخل ساختمان (Roy and Courtay, 1991)
گروه سنی
درصد حضور در داخل ساختمان
1 ساله
95
10 ساله
90
زن خانه دار
95
شاغلان
90
شاغل در فضای باز
70
جدول 3-4- میزان استنشاق هوا توسط یک فرد در سال (ICRP, 1994)
گروه سنی
میزان استنشاق (m3/y)
1 ساله44
106×9/1
10 ساله45
106×5/5
بالغان46
106×3/7
3-3-9- اجرای نرم افزار و گرفتن خروجی:
در بخش 3-3-8 داده های ورودی به نرم افزار کامل می گردد و می توانیم با استفاده از آن میزان کل دز مؤثر فردی را در جهات و فواصل تعیین شده محاسبه کنیم. علاوه بر این درصد تأثیرگذاری عناصر و درصد مسیرهای مختلف دریافت نیز قابل محاسبه است (تصویر الف-11).
3-4- زیست ردیابی عناصر رادیواکتیو انسان ساخت:
در این پژوهش نمونه برداری از برگ درخت کاج تهران (Pinus eldarica) در دو مرحله زمانی اوایل تیر و اواخر مهر سال 1391، به ترتیب در 5 و 6 ایستگاه در شعاع 300 متری از دودکش راکتور تهران به اجرا در آمده که شرایط زیر در انتخاب نوع درخت و مکان آن موثر بوده است:
اطراف راکتور را درختان کاج تهران با سنی بیش از 30 سال پوشانده است و این گونه در منطقه فراوانی زیادی دارد.
وجود چنین پوششی با قدمتی نزدیک به عمر راکتور بیانگر این مطلب می باشد که از زمان شروع به کار راکتور، این گونه به عنوان گونه بافر تأسیسات در نظر گرفته شده است.
تصویر 3-4- سطح مقطع تنه درخت کاج (Pinus eldarica) واقع در سایت تهران جهت تعیین سن
(نگارنده، 1391)
نزدیکترین منطقه مسکونی در فاصلۀ 300 متری از راکتور و در قسمت جنوبی آن واقع شده است.
در گزارش ارزیابی زیست محیطی راکتور تحقیقاتی تهران، حداکثر دز مؤثر سالیانه حدود 5/0 میلی رم در سال، در فاصلۀ 250 متری از راکتور و در جهت باد غالب منطقه (شمال شرق) محاسبه و حریم 500 متر برای راکتور در نظر گرفته شده است (Atomic Energy Organization of Iran, 2008).
در این پژوهش تلاش شده است که ایستگاه های نمونه برداری منطبق بر جهت وزش باد غالب منطقه باشد.
نمودار 3-1- فراوانی وزش باد (محاسبه شده بر اساس اطلاعات دکل هواشناسی درون سایت، 2011-2007)
(سازمان انرژی اتمی ایران، 2011-2007)
تصویر 3-5- موقعیت راکتور تهران و ایستگاه های انتخاب شده جهت نمونه برداری گیاهی
(Google Earth, 2012)
3-4-1- روش نمونه برداری و آماده سازی:
ابتدا با استفاده از تصاویر ماهواره ای و GPS، 6 ایستگاه در شعاع 300 متری راکتور (در جهات مختلف منطبق بر باد منطقه) انتخاب و نمونه برداری از برگ درختان در ارتفاع 9 الی 11 متری از سطح زمین انجام شد. در آزمایشگاه رادیواکولوژی، برگ نمونه های جمع آوری شده از هر ایستگاه از ساقه جدا شده و به طور کامل در هم آمیخته شد. ابتدا برگ ها به صورت تر در ظروف مارینلی47 یک لیتری قرار داده و فشرده سازی شد. ظروف پس از تعیین وزن، جهت اندازه گیری میزان ید موجود در آنها به آزمایشگاه اسپکترومتری گاما ارسال گردید. سپس باقیمانده برگ درختان جهت آماده سازی نمونۀ خشک به مدت یک روز در دمای آزمایشگاه قرار گرفت تا رطوبت خود را از دست بدهد؛ بعد از آن به مدت یک روز در آون48 و در دمای 80 درجه سانتیگراد قرار داده شد تا کاملا خشک گردد. پس از سپری کردن این مدت برگ های خشک شده به طور