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简述核电站的安全问题 南昌大学科学技术学院 成员：谢泽立 金瑞 熊林江 目录 A 核电站安全分析与预测 3 一、摘要 3 二、问题重述 4 三．模型假设 5 四． 问题分析 5 五、符号说明 6 六． 模型的建立与求解 7 6.1 7 6.2 12 6.3 17 七、模型评价及改进 18 八、模型推广 19 九、参考文献 19 十、附录 21 10.1附表 21 程序10.2： 25 核电站安全分析与预测 一、摘要 本文就核电站的安全问题建立了相关模型，根据模型对核电站的情况进行分析，并给出合理的预测。 对于问题一，首先查阅了相关资料，然后建立了利润最大化模型，用matlab做出图像，可直观地看出建立核电站的必要性，以及最优的数量。 对于问题二，为了模拟核泄漏的扩散范围与路径,选用高斯扩散模型进行分析，并用matlab进行检验，验证得到一个预测核扩散影响范围的模型。 在综合问题一二基础上，结合相关方面的资料，对核电站的安全进行预测，并给出可行性建议。 关键词：核电站安全与预测 利润最大化模型 高斯扩散模型 二、问题重述 如今科技越来越发达，社会越来越繁荣，然而在这片欣欣向荣的情况下，却出现了好多值得人们深思的问题，例如，气体污染，光学污染，核污染，温室气体污染，人口增加加速……这些问题都与人们的生活密切相关，工业，农业，生活，处处都离不开电，在这种前提下，各国都争相建立各自的火力，水利，核能发电站，在这其中，核能发电是技术最高，投资最大，成本最低，无污染的绿色能源。我国自1985年建立第一期秦山核电站以来，载止今日，中国核电站：目前6个投入运营的核电，12个在建的核电站，25个筹建中的核电站，它们遍布我国的东南沿海各省。为我国的电力事业贡献了无比巨大的力量。 然而在这大好的前景下，与中国隔海相望的日本，在2010年3月11日福岛第一核电站发生了爆炸，同时放射出了大量的核物质。这次核物质按照国际原子能机构的说法是第五级，目前已致使近二十万人迁离事发地，并且核离子还波及到了大洋彼岸的国家没过，加拿大…… 在这种背景下，我们有必要对全世界的核电站重新进行安全评估。从互联网上我们搜寻到一些相关数据，对其进行合理的假设，分析，对核电站的安全作了以下的评估 （1）随着人们生活水平的提高，用电量大幅增加，假设不建设核电站，用电量和发电量之间的差距有多大？建设一个某种规格的核电站能提供多少电力？建设核电站的经济成本和效益如何？目前国内有几个核电站、在建或准备建设的有几个？也就是要求建立建设核电站必要性的数学模型并分析； （2）以秦山或大亚湾核电站为例（选一个），如果这些地方出现了严重的自然灾害造成了核泄漏（需要你自己作出合理假设），那么，在一定气象条件（一定风向、风力、下雨等）的情况下建立核扩散的数学模型，并讨论对周围多大范围的居民进行疏散以及其他的应对措施和可能的后果； （3）综合前两问给出核电站的发展前景预测。 三．模型假设 1.假设用于发电的核燃料的成本不变 2.假设以大亚湾核电站的发电量为标准核电站的发电量 3.假设地面为全反射, X 轴与平均风向平行 4.假设高斯模型中扩散没有受到障碍物的阻挡 5. 假设核泄漏以深圳大亚湾核电站为例 四． 问题分析 自然灾害造成核电站的核泄漏问题具有不可预测性与严重性。不可预测性指的是自然灾害发生的不可预测；严重性指的是核泄漏带来的居民生命财产损失的危害严重。不可预测性与严重性使对于核电站安全的评估问题转化为对从事发之后补救措施实施过程的有效性和成本的评估问题。而对于事后补救措施研究的首要问题就是对于核泄漏影响区域的模拟。为此我们建立了核泄露放射性物质泄露模型——高斯扩散模型，通过量化固定风向风力和降雨等因素，定量分析了发射性物质可能的扩散范围。基于此，我们定性将讨论在污染范围内所需采取的补救措施的可行性，已经经济成本。从而对核电站安全性进行评估。 对于核电站的发展预测问题，我们分为三大步：第一步是利用扩散模型模拟出核泄漏可能污染的区域，从而计算损失成本；第二步是建立利润最大化模型，并且利用分离变量法，研究技术进步对于效益的影响，从而得出效益关于技术进步的函数；第三步基于扩散模型得出污染范围以及利润最大化模型得出最优的核电站数量，我们对核电站的发展进行预测，讨论核电站的发展趋势。 五、符号说明 F：建设一座核电站前期所需投资的成本（元） L：建设一座核电站后期所需投资的成本（元） W:一座核电站处理核废料所需投资的成本（元） c ：每年核电站购入原材料的成本 N：现有核电站总数目 ：为一座核电站总发电量（千瓦时） ：Pe为研究时间第一年的电价， t为考察时间 ：投资于单个核电站促进技