核环境监测与评价 放射性物质在大气中的行为.ppt

第4章放射性物质在大气中的行为;大气颗粒物〔PM10〕中核素的gama谱;上海应用物理研究所，南华大学空气污染来源反轨迹图;地球上空的大气简介：

人为产生的气载污染物一般都排入边界层中。

污染物质释入大气后将随风的运动向下风向输运，污染物分布不均匀形成的浓度梯度导致其在水平和铅直方向上扩散，空气流场的切变那么导致污染物的弥散。;输运过程中放射性核素将逐渐衰变，其子体逐渐积累。

雨雪的清洗→湿沉积；

粒径较大(＞20μm)的固体颗粒→沉降；

气溶胶与地面附着物碰撞→干沉积；

风的作用→沉积物→悬浮→二次污染。;

空气中的放射性污染物的危害：

空气中的放射性污染对人直接造成外照射；

人吸入污染的空气→内照射；

沉积到地面上的污染物

沉积造成的地面污染→外照射；

沉积导致的农作物污染经食物链→内照射。;4.1放射性物质在大气中的化学行为;〔一〕大气的恒定组分

大气的恒定组分是指大气中的O2、N2和稀有气体。在近地层大气中这些气体组分的含量几乎可认为是不变的，它们约占大气总量的99.97%。

〔二)大气的可变组分

主要指CO2和H2O〔g〕，这些气体组分受不同地区气候、季节等多种因素的影响而发生变化。正常状况下，H2O(g)约占0-4％，CO2约占0.02%-0.04%。

由恒定组分和可变组分所组成的大气称为洁净大气。;*;成云致雨的必要条件;大气圈结构;4.1.2大气中的一般化学过程

在一些射线的作用下，大气中会发生一系列的化学反响，其中最重要的是光化学反响。各层的化学反响不近一致。

这些射线是太阳辐射、宇宙射线、X射线及闪电引起的放电效应。

平流层：

热层的主要光反响：;大气中的主要成分是N2和O2，它们可以吸收太阳辐射而引起光致离解，产生氮原子和氧原子，这些原子非常活泼，在不同的气流层中发生一些化学反响。

宇宙射线、太阳紫外线和X射线等可引起大气组分电离，这主要发生在60km以上的大气层，生成一些自由基。这些离子也可发生一系列的化学反响。

大气层中另一类重要化学反响是由大气中的污染物质造成的，如酸雨、氮氧化物和烃类等。;中间层主要的光化学反响有：

平流层主要反响有：

对流层有：;4.1.3放射性物质在大气中的化学行为

大气中的放射性物质可发生一系列的化学变化：

氧化反响、光化学反响和同位素交换反响；

气溶胶的形成和吸附现象；

云雾、雨滴对放射性物质的溶解、吸收等。

;放射性气溶胶的形成：

液态或固态放射性核素大局部被大气溶胶捕集形成气溶胶。大气气溶胶主要包括微尘、有机碳化物微粒和液态的雾。

核爆炸→放射性核素进入对流层顶部→温度降低→放射性气溶胶→环境污染。

氡溢出→衰变→子体〔钋、铅、铋等〕→大气气溶胶→环境污染。

核设施、核事故放出的铷、碘、铯、钼、氚、碳等它们中的放射性核素形成气溶胶对环境污染。;化学反响

大气中的放射性物质在迁移、扩散过程中，因其化学活性或大气中其它物质的化学活性而发生多种化学反响。其中与O2和CO2的反响是大气中最容易发生的化学反响。如Sr通过一系列的反响可以生成SrCO3，T2可以氧化成T2O等。

;此外，大气中发生的化学过程与大气吸收太阳能辐射引起的大气光化学过程有密切关系。大气中的某些放射性气体在太阳光的照射下，也可直接发生光化学反响。主要是因为自由基的生成。

同位素交换反响：;4.2放射性物质在大气中的输运和弥散

4.2.1大气边界层的温度场和风场

1、大气边界层的温度场

1〕干绝热递减率不含水分的干空气团随机运动而绝热上升时，其膨胀、位置升高→其内能降低、温度下降；反之，温度升高。干空气团每绝热升降100m而导致其身温度变化率的负值称为干绝热递减率，以rd表示，其理论值为：0.98K/100m≈1.0K/100m。未饱和湿空气上升时，其温度下降率将小于1.0K/100m。;

2〕大气的气温层结

大气边界层气温在铅直方向上的变化情况称为气温层结，其特征可用气温垂直递减率表示：

一般取单位高差(100m)上气温变化速率为负值。因此，当气温随高度增高而降低时，r＞0，反之,那么小于0,表示气温随高度