Kết hợp mô hình phát tán hạt Lagrangian và mô hình khí tượng khu vực trong dự báo phát tán phóng xạ tại Việt Nam

Bài viết trình bày kết quả nghiên cứu tìm hiểu mô hình phát tán hạt Lagrangian kết hợp với mô hình khí tượng khu vực được tích hợp trong phần mềm Flexpart-Wrf phiên bản 3.3.2 mới nhất và áp dụng trong việc mô phỏng quá trình phát tán phóng xạ trong một tai nạn giả định từ nhà máy điện hạt nhân Cảng Phòng Thành, Trung Quốc.

Vật lý KẾT HỢP MƠ HÌNH PHÁT TÁN HẠT LAGRANGIAN VÀ MƠ HÌNH KHÍ TƯỢNG KHU VỰC TRONG DỰ BÁO PHÁT TÁN PHÓNG XẠ TẠI VIỆT NAM Kiều Ngọc Dũng1*, Hồng Hữu Đức2, Nguyễn Hào Quang3, Đinh Văn Thìn4 Tóm tắt: Bài báo trình bày kết nghiên cứu tìm hiểu mơ hình phát tán hạt Lagrangian kết hợp với mơ hình khí tượng khu vực tích hợp phần mềm Flexpart-Wrf phiên 3.3.2 áp dụng việc mơ q trình phát tán phóng xạ tai nạn giả định từ nhà máy điện hạt nhân Cảng Phòng Thành, Trung Quốc Trong phân tích này, nhóm tác giả thực mơ q trình phát tán chất phóng xạ với 500.000 hạt 137Cs phát khu vực nhà máy theo độ phân giải thời gian Các kết thu cho thấy phù hợp tốt mơ hình sử dụng với q trình di chuyển mơ hình thời tiết khu vực miền Bắc Việt Nam cho phép dự báo tình hình diễn biến chi tiết với độ tin cậy cao lan truyền phóng xạ từ nhà máy điện hạt nhân Cảng Phòng Thành Kết nghiên cứu sở cho tính tốn phân tích, dự báo, hỗ trợ việc đưa định biện pháp phù hợp cơng tác ứng phó cố xạ hạt nhân cứu hộ cứu nạn Việt Nam Từ khóa: Phát tán phóng xạ; Mơ hình Lagrangian; Mơ hình khí tượng khu vực; Flexpart-Wrf.; NMĐ hạt nhân Cảng Phịng Thành ĐẶT VẤN ĐỀ Mơ hình phán tán hạt Lagrangian sử dụng rộng rãi để mô vận chuyển hạt khí nhiều quy mô ứng dụng khác nhau, chẳng hạn phát tán chất ô nhiễm từ nhà máy nhiệt điện than khu vực lân cận dự đoán q trình lan truyền chất phóng xạ quy mơ lớn [1-4] Mơ hình Lagrangian tính tốn quỹ đạo số lượng lớn vơ hạn hạt khí nhỏ để mô tả vận chuyển chúng không khí xác định xác khí thải từ nguồn điểm nguồn phát thải theo dòng Đây ưu điểm lớn Lagrangian so sánh với mơ hình rời rạc Eulerian Ngồi ra, mơ hình Lagrangian cịn cung cấp giải pháp tính toán linh hoạt hơn, điều dẫn tới việc giảm thiểu chi phí thời gian tính tốn Tuy nhiên, mơ hình Lagrangian gặp phải sai số lớn nội suy không gian thời gian trường khí tượng mơ Bên cạnh đó, việc trộn hạt thuật tốn khơng đạt độ xác cần thiết mà trình chảy rối khí tượng khơng cung cấp đầy đủ Hiện nay, mơ hình Lagrangian tích hợp chương trình tính tốn HYSPLIT, STILT FLEXPART Các phiên FLEXPART ban đầu sử dụng liệu khí tượng tồn cầu từ Trung tâm dự báo khí tượng tầm trung Châu Âu (ECMWF) Trung tâm Dự đốn mơi trường Quốc gia (NCEP) Phần mềm FLEXPART xác nhận nhiều kết thực nghiệm nhiều nhóm nghiên cứu khác giới Phần mềm FLEXPART chủ yếu sử dụng với đầu vào liệu từ mơ hình khí tượng tồn cầu, nhiên, tham số nhiễu loạn lớp biên hành tinh PBL (Planetary Boundary Layer) lại dựa liệu thu từ thí nghiệm quy mơ nhỏ Do đó, tham số nhiễu loạn phù hợp với quy mô địa phương khu vực Điều đòi hỏi phải phát triển phiên FLEXPART mà sử dụng mơ hình khí tượng khu vực, từ mơ hình kết hợp FLEXPART-WRF đời Phiên FLEXPART sử dụng mơ hình WRF (Weather Research and Forecasting Model) phát triển Phịng thí nghiệm Quốc gia Tây Bắc Thái Bình Dương (PNNL) 150 K N Dũng, …, Đ V Thìn, “Kết hợp mơ hình phát tán hạt Lagrangian … Việt Nam.” Nghiên cứu khoa học công nghệ đổi tên thành PILT Định dạng liệu đầu vào toàn miền tính tốn thay đổi để phù hợp với hệ tọa độ từ WRF Gần đây, phiên phát triển Viện Nghiên cứu khoa học Môi trường (CIRES) Đại học Colorado hợp tác với Viện nghiên cứu Khí Na Uy (NILU), Viện Năng lượng Đại học Kỹ thuật Catalonia (INTE) Trung tâm siêu máy tính thuộc Đại học Alaska Bắc Cực (ARSC) Phiên kiểm chứng thành công thử nghiệm vận chuyển chất ô nhiễm quy mô khu vực địa hình phức tạp Phần mềm kết hợp FLEXPART-WRF sử dụng đặc điểm PILT FLEXPART v9.02 cho phép sử dụng liệu gió khác nhau, đặc biệt khả tính tốn song song cho hiệu tính toán cao nhiều lần so với phiên trước Hiện nay, phiên sử dụng FLEXPART-WRF v3.3.2 Trong báo này, chúng tơi trình bày tính có phần mềm FLEXPART-WRF v3.3.2 số kết mơ q trình phát tán chất phóng xạ giả định điều kiện khí tượng khu vực miền Bắc Việt Nam Nội dung dựa thực tế năm gần đây, Trung Quốc xây dựng, vận hành nhiều tổ máy điện hạt nhân phạm vi lân cận với biên giới Do vậy, cần có hiểu biết dự báo xác ảnh hưởng phóng xạ trường hợp xảy tai nạn hạt nhân nhà máy Bài báo chia thành phần chính: Phần đưa vấn đề cần phải giải quyết; Phần trình bày chi tiết phương pháp để giải vấn đề đưa ra; Phần trình bày số kết thu được; Cuối phần đưa tổng kết, đánh giá kết luận cho tồn nghiên cứu MƠ HÌNH KẾT HỢP FLEXPART-WRF v3.3.2 2.1 Mơ hình khí tượng khu vực WRF WRF hệ thống mơ hình sử dụng cho dự báo ứng dụng phân tích khác nhau, từ quy mơ khu vực đến quy mơ tồn cầu WRF bao gồm nhiều tham số cho trình lớp biên, đối lưu, vi vật lý, xạ, trình bề mặt, số tùy chọn khác Để xác nhận mơ hình WRF có phù hợp với khu vực cụ thể hay khơng, người dùng cần phải so sánh kết mô với thực tế trước sử dụng cho FLEXPART [1, 2] WRF mơ hình khu vực phi thủy tĩnh, sử dụng phương trình nhiễu loạn liên quan đến trạng thái thủy tĩnh khô Một số biến khí tượng theo yêu cầu FLEXPART cần phải tính từ giá trị nhiễu loạn từ kết lối WRF WRF sử dụng áp suất để theo dõi tọa độ địa hình biến dự báo phân chia theo trọng số, vậy, mà trì bảo tồn khối lượng Mơ đun tiền xử lý WPS (WRF Pre-processing System) thiết lập miền tính tốn, hình chiếu địa lý độ phân giải theo phương ngang theo phương dọc, từ nội suy trường khí tượng Các thơng số sử dụng làm điều kiện ban đầu điều kiện biên cho tốn phân tích WPS chuẩn bị báo cáo lại liệu tĩnh cho lần chạy, bao gồm sử dụng liệu mặt đất độ cao không gian Sự lựa chọn liệu khí tượng cho việc khởi tạo ban đầu, mơ hình hóa mặt đất, sơ đồ lớp biên đối lưu định trực tiếp đến độ xác WRF Chẳng hạn như, nội suy độ ẩm đất từ mơ hình tồn cầu gây sai số lớn cho WRF, sử dụng mơ hình nhiễu loạn TKE (Turbulent Kinetic Energy) lớp biên WRF cần phải cung cấp sơ đồ mô tả TKE FLEXPARTtương ứng Sự lựa chọn có hay khơng sử dụng sơ đồ đối lưu WRF phụ thuộc vào tình hình cụ thể Nhà phát triển khuyến khích sử dụng sơ đồ đối lưu cho khoảng cách lưới ngang lớn 30 km, sơ đồ đối lưu nói chung khơng thiết kế cho khoảng cách lưới 10 km Hiện Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 68, - 2020 151 Vật lý khơng có quy tắc chung cho khoảng cách lưới trung gian Tuy nhiên, sử dụng sơ đồ đối lưu miền WRF phải khai báo FLEXPART 2.2 Phiên FLEXPART-WRF v3.3.2 FLEXPART-WRF v3.3.2 xử lý phép chiếu đồ khác mà mơ hình WRF cung cấp Hình trình bày phép chiếu thường sử dụng WRF [1]: Hình Phép chiếu bảo giác Lambert (trái), địa cực (giữa) Mercator (phải) [1] Các ô lưới màu xanh đại diện cho lưới trung tâm lưới Arakawa C sử dụng WRF Các lưới màu xanh màu đỏ đại diện cho hai phép chiếu đầu FLEXPART khác Để tiến hành phân tích FLEXPART, liệu trường khí tượng khác từ WRF cần phải cung cấp Bảng trình bày danh sách biến cần thiết để chạy FLEXPART-WRF Trường khí tượng quan trọng để tính tốn tầng bình lưu khơng khí trường 3D gió theo phương ngang phương thẳng đứng Trường kinh độ vĩ độ 2D sử dụng để xác nhận phù hợp phép chiếu tọa độ FLEXPART Hệ số độ để tính tốn độ lệch phép chiếu, trường áp suất 3D để tính tốn mật độ lan truyền theo phương thẳng đứng Trường trọng lực để nội suy tọa độ thẳng đứng WRF sang tọa độ FLEXPART Trường độ ẩm nhiệt độ giúp cho việc tính tốn mật độ khí thơng số biên hành tinh Ngồi ra, nhiều biến tùy chọn khác dành cho trường hợp cụ thể khác nhau, chẳng hạn RAINNC dùng để tính tốn việc rơi lắng ướt,… Bảng Một số biến WRF cần thiết để phân tích FLEXPART-WRF [1, 2] Biến Chiều Mô tả 1D Giá trị sigma cấp độ đầy đủ ZNW 1D Giá trị sigma cấp độ nửa ZNU 3D Giá trị áp suất sở PB 3D Độ nhiễu loạn áp suất P 3D Giá trị sở trọng lực PHB 3D Giá trị nhiễu loạn trọng lực PH 3D Nhiệt độ T 3D Độ ẩm cụ thể QVAPOR 3D Động rối TKE 2D Vĩ độ XLAT 2D Kinh độ XLONG 2D Hệ số đồ MAPFAC 2D Áp suất bề mặt PSFC Trong FLEXPART-WRF, tất tệp đầu vào hợp vào tệp điều khiển Định dạng tệp đầu vào cho phép người dùng dễ dàng xác định tên đường dẫn thư mục chứa liệu khí tượng vị trí tệp đầu FLEXPART 152 K N Dũng, …, Đ V Thìn, “Kết hợp mơ hình phát tán hạt Lagrangian … Việt Nam.” Nghiên cứu khoa học công nghệ Bên cạnh chuyển đổi thông thường tìm thấy phiên khác, FLEXPART-WRF sử dụng hai chức chuyển đổi cho phép người dùng điều khiển thơng tin trường gió đầu vào: WIND_OPTION cho lựa chọn gió tức thời với vận tốc dọc Cartesian W (tùy chọn =0), gió trung bình theo thời gian (tùy chọn 1); Tùy chọn thứ hai, TIME_OPTION, sử dụng để chuẩn lại thời gian tham chiếu trường gió trung bình theo thời gian so với trường tức thời khác WRF Tốc độ thay đổi nồng độ hạt nhân phóng xạ mơ hình Lagrangian biểu diễn thơng qua phương trình số (1) [6]: ci c c c c    c    c     u x i  u y i  u z i   K xx i    K yy i    K zz i  t x y z x  x  y  y  z  z   Ri  c1 , c2 , c3 , cn ,   Ei  x, y, z , t   Si  x, y, z , t  (1) Trong đó: Ci nồng độ hạt nhân phóng xạ, ng/m3; ux, uy, uz vận tốc di chuyển theo tọa độ x, y, z tương ứng, m/s; t thời gian, s; Kxx, Kyy, Kzz hệ số nhiễu loạn mô hình khí tượng; Ri phản ứng hóa học xảy ra; Ei nguồn phát chất phóng xạ; Si nguồn mát chất phóng xạ FLEXPART-WRF cho phép khả tính tốn song song hệ máy chủ có cấu hình cao, giúp cho việc tính tốn hiệu nhiều so với mơ hình khác Bên cạnh đó, mơ hình tốn học Lagrangian cho phép tính tốn cho vị trí mà hạt phát tán đến, khơng phải thực phép tính cho tồn khơng gian mơ hình Điều giúp cho FLEXPART-WRF có khả thực phép tính với số lượng hạt theo dõi lớn Đây ưu điểm lớn FLEXPART-WRF, đặc biệt toán liên quan tới phát thải chất ô nhiễm vùng diện tích lớn Người dùng khai báo lệnh chạy song song tệp makefile.mom lệch OMP MPI dựa hệ thống máy tính cụ thể Người dùng cài đặt số nhân luồng máy tính thơng qua lệnh OMP_NUM_THREADS Thời gian cần thiết để chạy FLEXPART-WRF chủ yếu thời gian cần thiết để đọc tệp đầu WRF nội suy chúng lên tọa độ dọc FLEXPART số lượng hạt ngẫu nhiên ban đầu sử dụng mô Số lượng hạt lớn, sai số thống kê tệp đầu FLEXPART-WRF nhỏ Để kết hợp liệu khí tượng vào FLEXPART, FLEXPART-WRF định nghĩa miền tính tốn, đặc điểm thơng số kỹ thuật lưới từ liệu khí tượng đầu vào Trong trường hợp cấu hình đầu vào lồng nhau, miền thơ lớn dùng để xác định phạm vi địa lý miền tính tốn Đầu WRF chưa phép chiếu hệ tọa độ khác nhau, FLEXPART-WRF sử dụng tọa độ ngang giống WRF Các tọa độ x y tính mét từ phía góc bên trái miền đầu WRF FLEXPART-WRF đọc thông tin phép chiếu để chuyển đổi tọa độ WRF vào tọa độ vĩ độ kinh độ cần thiết FLEXPART-WRF sử dụng mô đun cmapf_mod.f90 wrf_map_utils.f90 map_proj_wrf.f90 để chuyển đổi qua lại tọa độ WRF vĩ độ/kinh độ cho phép chiếu bảo giác Lambert, địa cực Mercator FLEXPART-WRF kiểm tra độ không đảm bảo biến đổi phép chiếu trước bắt đầu phép tính, sử dụng trường vĩ độ kinh độ 2D từ WRF FLEXPART-WRF dừng chạy độ lệch lưới lớn 2% theo chiều ngang Khi xem xét tới phát tán phóng xạ có hai q trình quan trọng mà phải tính đến q trình rơi lắng khơ ướt Các phiên trước khơng phân biệt q trình lắng đọng ướt đám mây hay phía đám mây Đối với tất thơng số khí tượng, giá trị gán đến hạt phương pháp nội suy lân cận gần nhất, thời gian khơng gian Phương pháp đơi dẫn đến mơ hình khơng thực tế tính tốn lắng đọng hạt Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 68, - 2020 153 Vật lý FLEXPART-WRF viết để xử lý rõ trình khí sol khí khác nhau, thông tin sở đỉnh đám mây cần thiết nội suy thành trường độ ẩm tương đối đầu vào Sơ đồ thực FLEXPART-WRF theo năm bước sau [1-4]: (1) FLEXPART-WRF không sử dụng liệu mây 3D từ WRF (2) Các đám mây 3D chẩn đoán khác nhau, giá trị ban đầu lấy 90% độ ẩm tương đối lấy làm ngưỡng cho tồn đám mây để có độ cao sở đám mây Nếu lượng mưa tồn khơng có đám mây chẩn đốn, ngưỡng độ ẩm tương đối giảm xuống 5% đám mây phát Nếu độ ẩm tương đối giảm xuống 30%, lượng mưa chủ yếu đối lưu FLEXPART phát đám mây với đỉnh km, sau đó, FLEXPART gán lại độ dày đám mây theo cường độ lượng mưa: từ 0,5 km đến km lượng mưa yếu; từ km đến 10 km lượng mưa lớn (3) Cơ sở đỉnh đám mây nội suy đến vị trí hạt Các lưới lân cận khơng có đám mây chẩn đốn khơng xem xét nội suy (4) Nếu khơng có đám mây chẩn đoán, lượng mưa vượt tỷ lệ mưa tối thiểu, FLEXPART-WRF sử dụng cách tính phiên trước (5) Các biến đổi quy mơ nhỏ lưới khơng tính đến FLEXPART-WRF Sơ đồ tính tốn giúp nâng cao độ xác lắng đọng ướt có tính đến thời gian sống hạt nhân phóng xạ Đối với tốn lắng đọng khơ FLEXPART-WRF sử dụng thuật toán giống phiên FLEXPART trước Đối với tệp lối FLEXPART-WRF, người dùng có ba lựa chọn: thứ lấy thơng tin lối theo hạt (vị trí, khơng gian, thời gian, khối lượng) sử dụng lệnh IPOUT; Lựa chọn thứ hai xuất tâm khối lượng vị trí chùm hạt với thơng tin bổ sung (phần trăm khơng khí tầng đối lưu, chiều cao PBL,…) cách sử dụng lệnh IOUT = 5; Lựa chọn thứ ba lấy thông tin phân bố hạt theo lưới Tệp lối có lưới FLEXPART-WRF định dạng dạng tệp nhị phân tệp NetCDF Định dạng nhị phân nén FLEXPART thuật toán thiết kế tùy chỉnh làm giảm đáng kể kích thước ma trận liệu có nhiều giá trị Các chương trình Fortran, Matlab Python có sẵn để đọc tệp lối FLEXPART Định dạng NetCDF sử dụng thư viện NetCDF-4 để nén tệp lối FLEXPART-WRF Tiêu đề tệp lối bao gồm vĩ độ, kinh độ thông tin mô Một tệp lối NetCDF FLEXPART-WRF bao gồm trường lắng đọng ướt khô, nồng độ, tỷ lệ pha trộn điểm theo dõi hạt, loại hạt phân tích Định dạng đầu NetCDF FLEXPART-WRF đọc hiển thị công cụ trực quan phổ biến NCAR hay Pflexible KẾT QUẢ MÔ PHỎNG SỬ DỤNG FLEXPART-WRF 3.1 Số liệu đầu vào công cụ mô Việt Nam nằm khu vực Đông Nam Á, nơi tiếp giáp khu vực Đơng Á có quốc gia lãnh thổ có nhà máy điện hạt nhân hoạt động, bao gồm: Trung Quốc, Đài Loan, Nhật Bản Hàn Quốc Tổng số 48 nhà máy điện hạt nhân với 157 tổ máy, đó, 116 tổ máy hoạt động, 20 tổ máy xây dựng 21 tổ máy ngừng hoạt động Tính đến hết năm 2018, Trung Quốc có số lượng tổ máy hoạt động lớn với 46 tổ máy Trong phạm vi cách biên giới nước ta 1000 km có 18 tổ máy hoạt động tổ máy xây dựng thuộc Trung Quốc Các tổ máy bao gồm hệ lò II, II+, III III+ Trong đó, đặc biệt phải kể đến nhà máy điện hạt nhân Cảng Phòng 154 K N Dũng, …, Đ V Thìn, “Kết hợp mơ hình phát tán hạt Lagrangian … Việt Nam.” Nghiên cứu khoa học công nghệ Thành (Fangchenggang) xây dựng Cảng Phòng Thành thuộc khu tự trị Quảng Tây, Trung Quốc Nhà máy cách biên giới nước ta chưa đầy 50 km, cách thủ đô Hà Nội khoảng chừng 250 km [5] Tổng cộng có lị phản ứng lên kế hoạch để hoạt động Cảng Phòng Thành Tổ máy với cơng nghệ CPR-1000 có cơng suất tổ máy 1000 MW vào hoạt động, tổ máy dựa công nghệ HPR1000 q trình xây dựng Cơng nghệ CPR-1000 tổ máy NMĐHN Cảng Phòng Thành lò phản ứng nước áp lực PWR hệ II+, dựa thiết kế PWR cơng suất 900 MW với ba vịng làm mát Pháp, Trung Quốc nhập năm 1990 cải tiến để có cơng suất 1000 MW với tuổi thọ khoảng 60 năm [5] Hình Bản đồ nhà máy điện hạt nhân khu vực Đông Á [5] Hình Cấu hình lị phản ứng HPR1000 [5] Các nhà máy điện hạt nhân công nghệ nước áp lực sử dụng nhiên liệu UO2 làm giàu 235U lên khoảng 3-5% Khi 235U xảy phản ứng phân hạch dây chuyền với notron nhiệt tạo nhiều mảnh phân hạch, kèm với lượng nhiệt khoảng 200MeV Các mảnh phân hạch giữ lại lớp vỏ bọc nhiên liệu chúng lấy chuyển đến bể lưu trữ, trước xử lý Tuy nhiên, lý chủ quan khách quan đó, dẫn tới việc xảy tai nạn nghiêm trọng nhà máy hạt nhân này, lượng lớn chất phóng xạ ngồi mơi trường gây hệ lụy kéo dài cho người lồi sinh vật khác Đặc biệt số có đồng vị 137Cs, đồng vị có thời gian bán rã 30.07 năm, phát xạ xạ gamma có lượng 661.62keV Đây nhân phóng xạ nhóm tác giả lựa chọn để tiến hành phân tích mơ hình Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 68, - 2020 155 Vật lý Bảng trình bày số thơng số quan trọng mơ hình WRF để tạo mơ hình khí tượng đầu vào cho phần mềm Flexpart Bảng Thiết lập WRF để mơ khí tượng cho FLEXPART [2] STT Thơng số Sơ đồ cấu hình Tệp liệu điều kiện ban đầu Dữ liệu dự báo GFS Độ phân giải lưới 6km Phép chiếu đồ Mercator Vi vật lý Sơ đồ Ferrier Bức xạ sóng dài Sơ đồ mơ hình chuyển đổi xạ nhanh Bức xạ sóng ngắn Sơ đồ Dudhia Lớp bề mặt Sơ đồ tương tự MM5 Bề mặt mặt đất Sơ đồ Noah Lớp biên hành tinh Sơ đồ YSU 10 Tham số mây tích Sơ đồ Betts-Miller-Janjic Trong phân tích này, nhóm tác giả sử dụng FLEXPART-WRF để mô trình phát tán chất phóng xạ 137Cs từ kịch tai nạn giả định nhà máy điện hạt nhân Cảng Phịng Thành Mơ thực với 500.000 hạt 137C phát khu vực nhà máy, vĩ độ 21,694929 kinh độ 108.370895, thời gian 00:36 ngày 2019/03/10 đến 06:00 ngày 2019/03/11 Mơ chạy máy tính hiệu cao (HPC) với 88 luồng Intel Xeon E5-2699 2.2 GHz Viện Hóa học Mơi trường qn 3.2 Kết mơ bình luận Sau thiết lập chạy chương trình phân tích khí tượng khu vực WRF, kết trường khí tượng xác định chuyển sang mơ hình Flexpart Sau đó, phần mềm Flexpart tiến hành chạy mơ theo thơng số cài đặt trình bày phần trên, kết thu nhận sau: Hình 4a Nồng độ 137Cs thời điểm 0h36 2h00 ngày 10/3/2019 156 K N Dũng, …, Đ V Thìn, “Kết hợp mơ hình phát tán hạt Lagrangian … Việt Nam.” Nghiên cứu khoa học cơng nghệ Hình 4b Nồng độ 137Cs thời điểm 3h00 5h00 ngày 10/3/2019 Từ kết thu được, thấy rằng, đồng hồ sau số, phát tán phóng xạ 137Cs phát triển chậm khơng vào vùng lãnh thổ Việt Nam hình 4a 4b Tại thời điểm 12 sau cố, phần nhỏ 137Cs phát tán phía lãnh thổ Trung Quốc, cịn lại phần lớn Cs137 vào vùng lãnh thổ Việt Nam hình 4c (trái) Hình 4c Nồng độ 137Cs thời điểm 12h00 ngày 10/3/2019 0h00 ngày 11/3/2019 Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 68, - 2020 157 Vật lý Hình 4d Nồng độ 137Cs thời điểm 2h36 6h00 ngày 11/3/2019 Tại thời điểm 24 sau cố, Thủ đô Hà Nội gần toàn Trung du Đồng Bắc bị ảnh hưởng vùng phóng xạ lan tới hình 4c (phải) Tại thời điểm 30 trở đi, toàn miền Bắc Việt Nam phần lãnh thổ Lào nằm phạm vi nhiễm phóng xạ 137Cs từ cố nhà máy điện hạt nhân Cảng Phịng Thành hình 4d Các kết thu từ mơ hình cho thấy, có phù hợp với q trình di chuyển mơ hình thời tiết khu vực miền Bắc Việt Nam Do hạn chế nghiên cứu phát tán phóng xạ cho khu vực Việt Nam nên kết chưa thể kiểm chứng so sánh với mơ hình khác Trong số nghiên cứu cơng bố trước đó, tác giả khác có sử dụng mơ hình phát tán hạt Lagrangian, điều kiện khí hậu thời gian khơng đồng KẾT LUẬN Phần mềm FLEXPART kết hợp với mơ hình khí tượng WRF cơng cụ phù hợp cho tốn mơ phát tán chất nhiễm nói chung, chất phóng xạ nói riêng từ nhà máy công nghiệp Việt Nam tồn giới Các kết mơ thu từ phiên FLEXPART-WRF v3.3.2 có độ tin cậy cao so với phiên trước đó, phần mềm sử dụng nhiều chức cập nhật đặc biệt việc sử dụng liệu khí tượng khu vực Dữ liệu khí tượng khu vực mang lại thơng số xác khu vực cụ thể so sánh với liệu khí tượng tồn cầu Các tính tốn ban đầu phần nhiều tính tốn khác mà nhóm tác giả thực nhằm đưa thông số tối ưu, sát thực khu vực có địa hình khí hậu phức tạp Việt Nam Mục đích nghiên cứu cung cấp thơng tin cần thiết, góp phần vào việc chuẩn bị cho kịch ứng phó cố khẩn cấp tồn quốc, có cố hạt nhân xảy phạm vi lân cận với lãnh thổ nước ta 158 K N Dũng, …, Đ V Thìn, “Kết hợp mơ hình phát tán hạt Lagrangian … Việt Nam.” Nghiên cứu khoa học công nghệ Lời cảm ơn: Bài báo hỗ trợ từ chương trình Nghiên cứu kỹ thuật, an tồn hạt nhân bảo đảm sẵn sàng chiến đấu cho Quân đội giai đoạn 2016 - 2020 định hướng tới năm tiếp theo, mã số: KC.AT, tên đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng Nhà máy điện hạt nhân biển nhà máy điện hạt nhân đảo Hải Nam tới môi trường biển Việt Nam phương pháp mơ mơ hình xây dựng Kế hoạch ứng phó với cố hạt nhân xảy biển” TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] J Brioude, D Arnold, A Stohl, M Cassiani, D Morton, P Seibert, W Angevine, S Evan, A Dingwell, J D Fast, R C Easter, I Pisso, J Burkhart, and G Wotawa , “The Lagrangian particle dispersion model FLEXPART-WRF version 3.1”, Geosci Model Dev., 6, 1889–1904, 2013 [2] Https://www.flexpart.eu/ [3] A Stohl, H Sodemann, S Eckhardt, A Frank, P Seibert, and G Wotawa, “The Lagrangian particle dispersion model FLEXPART version 8.2” [4] Ignacio Pisso, Espen Sollum , Henrik Grythe eta al “The Lagrangian particle dispersion model FLEXPART version 10.4” Geosci Model Dev., 12, 4955–4997, 2019 [5 ] Phạm Kim Long, Luận án Tiến Sĩ, “Nghiên cứu ứng dụng chương trình Flexpart đánh giá phát tán phóng xạ tầm xa”, 2019 [6] Https://www.flexpart.eu/, “Flexpart Training 2019” ABSTRACT COMBINATION OF LAGRANGIAN PARTICLE DISPERSION MODEL WITH WEATHER RESEARCH AND FORECASTING IN PREDICTION OF RADIATION TRANSPORTATION IN VIETNAM The paper presents the research results to find out the Lagrangian particle dispersion model combined with the Weather Research and Forecasting Model integrated into the latest Flexpart-Wrf software version 3.3.2 and applied in the radioactive emission process simulation in a hypothetical accident from the nuclear power plant of Fangchenggang, China In this analysis, the authors simulated the dispersing process of radioactive material with 500,000 137Cs of particles emitted in the factory area at a time with 1-hour resolution The results show a good fit of the model used with the movement of the regional weather model in Northern Vietnam and allow the forecast of detailed movements with high reliability of radiation propagation from the Fangchenggang nuclear power plant The research results will be the basis for analytical calculations, forecasts, support the decision making and the most appropriate measures in the response to nuclear radiation incidents and rescue operations in Vietnam Keywords: Radiation dispersion; Lagrangian model; Weather Research and Forecasting Model; Flexpart-Wrf; Fangchenggang; China Nhận ngày 15 tháng năm 2020 Hoàn thiện ngày 27 tháng năm 2020 Chấp nhận đăng ngày 03 tháng năm 2020 Địa chỉ: 1Cục Cứu hộ - Cứu nạn, BTTM; Viện Hóa học Mơi trường Qn sự, BC Hóa học; Viện Năng lượng Nguyên tử Việt Nam; Trường Đại học Điện lực * Email: kieudung.nbc@gmail.com Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 68, - 2020 159 ... nghiên cứu phát tán phóng xạ cho khu vực Việt Nam nên kết chưa thể kiểm chứng so sánh với mơ hình khác Trong số nghiên cứu cơng bố trước đó, tác giả khác có sử dụng mơ hình phát tán hạt Lagrangian, ... bày số kết thu được; Cuối phần đưa tổng kết, đánh giá kết luận cho tồn nghiên cứu MƠ HÌNH KẾT HỢP FLEXPART-WRF v3.3.2 2.1 Mơ hình khí tượng khu vực WRF WRF hệ thống mơ hình sử dụng cho dự báo ứng... v3.3.2 Trong báo này, chúng tơi trình bày tính có phần mềm FLEXPART-WRF v3.3.2 số kết mơ q trình phát tán chất phóng xạ giả định điều kiện khí tượng khu vực miền Bắc Việt Nam Nội dung dựa thực