衰变对放射性气溶胶在长直方管中的输运影响

来源：核动力工程杂志2024年第4期北京时间：

作者：刘满, 夏明明, 陈志

单位：1.中国科学技术大学核科学技术学院，合肥，230027；2.中国核动力研究设计院，成都，610213；

摘要：衰变射线会导致放射性气溶胶颗粒表面电荷积累，进而影响其迁移过程。然而，目前放射性核素输运模拟中并没有考虑衰变的荷电效应。本文基于Python建立颗粒衰变荷电模型，然后提出颗粒衰变荷电、流场耦合方案，并在流体仿真软件Fluent中完成耦合。分别对含¹⁰⁶Ru、¹³¹I、¹³²Te、¹³⁷Cs颗粒衰变荷电模型结果进行分析，结果表明颗粒电荷会在较短时间后达到平衡值。在Fluent中模拟含¹³²Te的颗粒在长直方管中的流动，结果表明电场力主要存在于管壁附近，指向颗粒浓度下降方向，这表明衰变荷电会促进气溶胶的扩散，使其更快地充满整个空间。本文的研究为后续放射性核素输运模拟时，对衰变、电场和流场的耦合方案和模拟结果提供参考。

关键词：衰变, 欧拉-拉格朗日方法, 放射性核素, 气溶胶, 静电力