利用MEMS慣性沖擊器進(jìn)行安全殼內(nèi)氣溶膠過濾的機(jī)理研究.pdf

1、核電站內(nèi)部大氣環(huán)境中的天然放射性氣溶膠通常情況下濃度很低且處于平衡狀態(tài)，但當(dāng)出現(xiàn)嚴(yán)重核事故時(shí)，安全殼內(nèi)的氣溶膠含量將顯著升高，一旦釋放于大氣環(huán)境中將帶來嚴(yán)重后果，增大事故的危險(xiǎn)性，故需使用相應(yīng)的過濾吸附裝置避免此種放射性氣溶膠向大氣中擴(kuò)散。
　　目前世界范圍內(nèi)常用的氣溶膠過濾器多為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)或使用一定的過濾介質(zhì)，在使用一定時(shí)間后會(huì)氣溶膠的沉積顯著增加流動(dòng)阻力，因此妨礙核事故后容器內(nèi)的壓力釋放。此外，不但在高放射性條件下更換過濾介質(zhì)是

2、一個(gè)技術(shù)難題，而且使用過的過濾介質(zhì)又會(huì)成為新的放射性固體或液體，造成新的污染。
　　本文基于微流體慣性沖擊器(MEMS慣性沖擊器,一種氣動(dòng)力裝置)原理設(shè)計(jì)、研究了一個(gè)新型過濾裝置，不需更換濾紙就可以收集微米尺寸的顆粒，同時(shí)不會(huì)產(chǎn)生新的放射性固態(tài)或液態(tài)廢物。微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)是微型設(shè)備技術(shù)，微型器件有很多潛在好處，例如性能高、功耗低、反應(yīng)靈敏、成本低等。該裝置工作原理簡(jiǎn)單、體積微小，可以在不影響事故情況下安全殼降壓速度的前提下實(shí)

3、現(xiàn)對(duì)氣溶膠的收集。在過去的二十年中，MEMS技術(shù)有過很大的進(jìn)步，但目前還沒有基于MEMS技術(shù)的慣性沖擊器，更沒有將其應(yīng)用于核電站氣溶膠收集的先例。本研究的MEMS沖擊器著眼于實(shí)現(xiàn)1至3個(gè)微米范圍內(nèi)氣溶膠的過濾收集，無論在設(shè)計(jì)理念上還是技術(shù)上都是一次新的嘗試。
　　本研究根據(jù)核電廠事故情況下的實(shí)際環(huán)境設(shè)計(jì)微流體慣性沖擊器，使用CFD(計(jì)算流體動(dòng)力學(xué))軟件得出慣性沖擊器內(nèi)的空氣流場(chǎng)，應(yīng)用DPM模型(離散相計(jì)算模型)計(jì)算氣溶膠顆粒物在此